Käyttävätkö heidän takapihan kaukoputkea tänään? Ei; tämä kuva kolmesta eksoplaneetasta vaati kuitenkin vain 1,5 metriä (halkaisija; 60 tuumaa) kaukoputkipeiliä, joka ei saa olla huomattavasti suurempi kuin takapihan suurin laajuus.
Nämä erityiset eksoplaneetit kiertävät tähtitaidetta HR 8799, ja ne on kuvattu suoraan suoraan aiemmin yhdellä 10 metrin (33 jalkaa) Keck-kaukoputkesta ja 8,0 metrin (26 jalkaa) Gemini North-observatoriosta, molemmat Mauna Keassa Havaijilla. ; he ovat ensimmäisten joukossa niin kuvan saaneet, kuten Space Magazine ilmoitti marraskuussa 2008 ensimmäisen kuvan toisesta moniplaneettaisesta aurinkokunnasta.
Joten miten Gene Serabyn ja hänen kollegansa hallitsivat yllä olevan kuvan ottamisen tempun käyttämällä vain 1,5 metrin halkaisijaa (4,9 jalkaa) kuuluisan Palomarin 200 tuuman (5,1 metriä) Halen kaukoputken peilistä?
He tekivät sen työskentelemällä lähellä olevassa infrapunassa ja yhdistämällä kaksi tekniikkaa - mukautuvaa optiikkaa ja koronagrafia - minimoidakseen tähtien häikäisyn ja paljastaen paljon himmeämpien planeettojen himmeän hehkuvuuden.
"Tekniikkaamme voitaisiin käyttää suurempiin maapallolla sijaitseviin kaukoputkijoihin kuvaamaan planeettoja, jotka ovat paljon lähempänä tähtiään, tai sitä voitaisiin käyttää pienillä avaruusteleskoopeilla mahdollisten maapallomaisten maailmojen löytämiseen lähellä kirkkaita tähtiä", sanoi Gene Serabyn, joka on astrofysiikko JPL: ssä ja vieraileva fysiikan jäsen Kalifornian teknillisessä instituutissa Pasadenassa.
Kolmen planeetan, nimeltään HR8799b, c ja d, ajatellaan olevan Jupiterin kaltaisia kaasujätteitä, mutta enemmän massiivisia. Ne kiertävät isäntähtään suunnilleen 24, 38 ja 68-kertaisella etäisyydellä maapallomme ja auringon välillä (Jupiter on noin viisi kertaa maapallon ja auringon etäisyys). On mahdollista, että kallioiset maailmat, kuten maapallo, kiertävät lähemmäksi planeettojen homestaria, mutta nykyisen tekniikan avulla niitä olisi mahdotonta nähdä tähden häikäisyn alla.
Tähti HR 8799 on hiukan massiivisempi kuin aurinko, ja paljon nuorempi, noin 60 miljoonan vuoden ikäisenä, verrattuna aurinkomme noin 4,6 miljardiin vuoteen. Se on 120 valovuoden päässä Pegasuksen tähdistössä. Tämän tähden planeettajärjestelmä on edelleen aktiivinen, vartalojen kaatuessa yhdessä ja potkiessaan pölyä, kuten NASA: n Spitzerin avaruusteleskooppi äskettäin havaitsi. Kuten tuoretta uunista tulevaa piirakkaa, planeetat ovat silti lämpimät muodostumisestaan ja lähettävät tarpeeksi infrapunasäteilyä kaukoputkien havaitsemiseen.
Kuvaillaksesi HR 8799: n planeettoja, Serabyn ja hänen kollegansa käyttivät ensin adaptiiviseen optiikkaan kutsuttua menetelmää ilmakehän hämärtämisen vähentämiseksi tai tähden "tuike" poistamiseksi. Näitä havaintoja varten tekniikka optimoitiin käyttämällä vain pientä osaa kaukoputkesta. Kun tuike on poistettu, itse tähden valo estettiin käyttämällä ryhmän koronografia, instrumenttia, joka peittää valikoivasti tähden. Tässä vaiheessa käytettiin uutta ”pyörrekoronagrafia”, jonka keksi ryhmän jäsen Dimitri Mawet JPL: stä. Lopputuloksena oli kuva, joka osoitti kolmen planeetan valon.
Vaikka mukautuva optiikka on käytössä vain harvoilla amatöörien kaukoputkilla (ja siinä suhteellisen yksinkertaisella tyyppisellä), tekniikka tulee todennäköisesti amatöörien käytettäväksi lähivuosina. Vortex-koronagrafit voivat kuitenkin viedä vähän kauemmin.
"Temppu on estää tähtivalo tukahduttamatta planeetan valoa", sanoi Serabyn.
Tekniikkaa voidaan käyttää kuvan kuvaamiseen vain muutaman kaarisekunnin päässä tähtiä kohden. Tämä on yhtä lähellä tähtiä kuin Gemini ja Keck - teleskoopit, jotka ovat vastaavasti noin viisi ja seitsemän kertaa suurempia.
Teleskooppien pitäminen pieninä on erittäin tärkeää avaruusoperaatioiden kannalta. "Tämä on sellainen tekniikka, jonka avulla voimme kuvata muita maapalloja", kertoi JPL: n NASA: n Exoplanet-tutkimusohjelman päätutkija Wesley Traub. "Olemme matkalla kohti kuvan saamista toisesta vaaleansinisestä pisteestä avaruudessa."
Lähteet: JPL, Nature, Astrophysics Journal (preprint on arXiv: 0912.2287)
