Ez csak egy fényes sárga folt a kék foltos mezőben, de az 51 Eridani b távoli bolygó képe emellett csillagászoknak szól, mert éppen ez: egy kép. Ezen a héten a Gemini Planet Imager kiadta, ez a nézet lehetővé teszi, hogy közvetlenül egy fiatal, Jupiter-szerű világra nézzünk, amely körülbelül 100 fényévnyire van.
kapcsolodo tartalom
- A sziklás testet aprító holtcsillag áttekintést nyújt a Föld sorsáról
- Láthatjuk az exoplaneket is Schmancy felszerelés nélkül
- A Gliese 581g, az első olyan Exoplanet, amely azt találta, hogy képes volt otthont adni az életnek, valójában nem létezik
Annak ellenére, hogy számtalan új és egzotikus egzotikus bolygót jelentettek be, köztük olyanokat is, amelyek állítólag hasonlítanak a Földre, a világunk túlnyomó többségét naprendszerünkön kívül csak közvetett eszközökkel fedezték fel. A légkörükről, felületükről és az életmentő képességről szóló ötletek egyelőre oktatott spekuláció.
Bruce Macintosh a Stanfordi Egyetemen és kollégái remélik, hogy mindezt megváltoztatják. A Gemini Planet Imager (GPI) készülékkel, amely 2013-ban került felszerelésre a chilei Gemini South távcsőbe, a bolygókép-felvétel határait tolják. Valójában az egész bolygó fényének látása lehetővé teszi a tudósok számára, hogy kémiai nyomokat bombázzanak annak összetételére és hőmérsékletére, ezáltal világosabb képet nyújtanak az idegen világról.
"A közvetlen képalkotás valóban a jövő technikája" - mondja Sasha Hinkley, a tanulmány társszerzője, az Exeteri Egyetem csillagásza. "Ahhoz, hogy megértsük, milyen ezek a légkörök, spektroszkópiára van szükség, és ehhez a közvetlen képalkotás is megfelelő."
Az exoplanetek manapság általában kétféle módon találhatók meg. Amikor a bolygó a Földtől nézve a fogadó csillag arca felett mozog, kissé megváltoztatja a bejövő csillagfényt - ezt tranzitnak hívják. Alternatív megoldásként a sugárirányú sebességmérési módszer olyan csillagot keres, amely kissé hullámzik a keringõ bolygó húzására adott válaszként. Az ilyen közvetett bizonyítékok az eddig talált közel 2000 megerősített egzoplaneta nagy részének a részét képezik.
Csak körülbelül egy tucat egzoplaneta láttak képeken, és ezek mindegyike nagyon nagy, gázos világ, amely messze van a csillagoktól. Például a 2014-ben felfedezett GU Piscium bolygóbeli társa a Jupiter tömegének 9-13-szorosa, csillagjától pedig kétszer olyan messze van, mint a Föld a naptól, körülbelül 163 000 év telik el egy pálya teljesítéséhez. Eközben a vitatott Fomalhaut b világ egy rendkívül elliptikus pályán halad, amely a csillagától 4, 5 milliárd mérföldről egy 27 milliárd mérföld távolságba kerül.
A GU Piscium csillag és bolygója, a GU Psc b, a kombinált képen látható módon, a Gemini South teleszkóp és a Kanada-Franciaország-Hawaii távcső infravörös és látható adatainak felhasználásával. (A Gemini Obszervatórium) A GPI-t úgy tervezték, hogy kisebb csillagokat és csillagokhoz közelebb lévő bolygót lássa. Adaptív optikát használ, amelyben az apró motorok másodpercenként ezerszor változtatják a távcső tükörének felületét. Az alakváltozások kompenzálják az elmosódást, amely akkor fordul elő, amikor a távoli tárgyakból származó fény áthalad a Föld légkörén, segítve a kisebb célok észlelését. A műszernek van egy koronagráfja is, egy olyan eszköz, amely kizárja egy csillag fényét, hogy könnyebben megismerje a közeli bolygót.
Ebben az esetben a GPI az Eridani 51 csillagra nézett, és körülbelül 13 csillagászati egység körül keringő bolygót látott, amely több mint kétszerese a Jupiter és a napunk közötti távolságnak. A bolygó felszíni hőmérséklete körülbelül 800 fok (Fahrenheit). Annyira forró, mert a csillagrendszer mindössze 20 millió évvel rendelkezik, és a bolygó még mindig ragyog a kialakulási hővel. A csapat azt is látta, hogy légköre többnyire metán, csakúgy, mint Jupiter.
Az olyan világok képeinek tanulmányozása, mint például az Eridani b, segíthet megoldani a bolygó kialakulásának rejtélyeit, jegyzi meg Macintosh. "20 millió éves korában még mindig emlékszik a folyamatra" - mondja. Egy nagy kérdés az, hogy a Jupiter méretű bolygók gyorsan felhalmozódnak - ezer éves skálán -, vagy ha ez lassabb és egyenletesebb folyamat millió vagy tíz millió év alatt. Mivel a Jupiter olyan nagy és annyi tömeget vesz igénybe, hogy kitaláljuk, hogyan alakult ki és milyen tipikus, ez befolyásolhatja a más típusú bolygók kialakulásának modelleit.
Noha a közvetlen képalkotás megértheti a méret méretét, nem olyan jó megítélni a bolygó tömegét, és még nem képes megoldani valamit, ami sokkal kisebb, mint a saját Jupiterünk, kivéve, ha a csillag viszonylag homályos és a bolygó szokatlanul világos. "Nem sziklás bolygókhoz jut el" - mondja Macintosh. "Ez a [távcsövek] következő generációjára vonatkozik."
Időközben a GPI és egy ehhez kapcsolódó eszköz, a spektroszpolarimetrikus nagy kontrasztú exoplanet kutatás (SPHERE) a chilei Nagyméretű Teleszkópban finomítja a technikát, és újabb új világokat keres, amelyek készen állnak a közelképükre.
Miközben a GPI csak infravörös látást lát, addig a SPHERE a közeli csillagokat is meg fogja vizsgálni, hogy képes-e a bolygók látható fényben megoldani - mondja Julien Girard, a VLT műtéti csillagásza. Nem fog látni egy másik Földet - ez valószínűleg egy űrteleszkóp feladata -, de bebizonyítja, hogy az ilyen bolygók feloldása lehetséges, különösen mivel a jövő technológiái jobb kontrasztot érnek el a távcsövek detektorokhoz vezető fényben - mondja Girard .
Hinkley szerint jó esély van arra, hogy a földön lévő új generációs távcső lehet az első, aki egy sziklás bolygóról készít képet. "A nagyon nagy távcsövek, amelyek körülbelül tíz év alatt elérhetők online, a 30 és 40 méteres osztályok megtehetik" - mondja.
A szakasz elérése függhet az adaptív optika fejlesztéseitől, de ez azt is jelentheti, hogy a koronagráfra összpontosítunk, és javíthatjuk a csillag fényének gátlására való képességet - mondja Ben Montet, a Ph.D. jelölt a Harvard Asztrofizikai Központjában. "A kihívás nem a halvány dolgok ábrázolása, hanem a közvetlenül a mellettük lévő fényes dolgok blokkolása" - mondja.
Mivel ezek a várható fejlesztések online megjelennek, a közeli csillagrendszer, például a Tau Ceti, amely hasonló a napunkhoz és csak 11 fényévnyire van, jó jelölés lenne a bámulatra. "Ez az egyik első dolog, amit felé fordítottam a távcsővel" - mondja Hinkley.
