Maailman uusin ja tehokkain eksoplaneettakuvausinstrumentti, äskettäin asennettu Gemini Planet Imager (GPI) 8-metriseen Gemini South-teleskooppiin, on valloittanut ensimmäisen valon infrapunakuvansa eksoplaneetasta: Beta Pictoris b, joka kiertää tähti Betaa. Pictoris, eteläisen Pictor-yhdistelmän toiseksi kirkkain tähti. Maapallo on melko ilmeinen yllä olevassa kuvassa kirkkaana pikselipakena vain tähden oikeassa alakulmassa keskellä (jonka fyysisesti peittää pieni läpinäkymätön levy estämään häikäisyn.) Mutta pikseliryhmä on todella kaukana planeetta 63 valovuoden päässä ja useita kertoja massiivisempi - samoin kuin 60% suurempi - kuin Jupiter!
Ja tämä on vasta alku.
Vaikka useita eksoplaneetteja on löydetty ja vahvistettu parin viime vuosikymmenen aikana käyttämällä erilaisia tekniikoita, hyvin harvat ovat todellisuudessa kuvanneet niitä suoraan. On erittäin vaikea ratkaista planeetan heijastuvan valon heikko hehku tähtien loistavan häikäisyn kautta - mutta GPI on suunniteltu tekemään juuri tämä.
"Suurin osa tähän mennessä tunnetuista planeetoista tunnetaan vain epäsuorien menetelmien takia, jotka kertovat meille, että planeetta on olemassa, hieman sen kiertoradasta ja massasta, mutta ei paljon muuta", kertoi Bruce Macintosh Lawrence Livermoren kansallisesta laboratoriosta, joka johti. ryhmä, joka rakensi instrumentin. "GPI: n avulla kuvaamme planeettoja suoraan tähtiä ympäröivissä kohdissa - se on vähän kuin pystyy leikkaamaan järjestelmän ja sukeltamaan todella planeetan ilmakehän muotoon ja ominaisuuksiin."
Ja GPI ei kuvaa vain kaukaisia Jupiterin kokoisia eksoplaneetteja; se kuvaa heitä nopeasti.
"Nämäkin varhaisvalot ovat jopa kymmenen parempia kuin edellisen sukupolven instrumentit", Macintosh sanoi. "Yhdessä minuutissa me näimme planeettoja, jotka kuluivat tunnilla havaitsemiseen."
Suurista kokoistaan huolimatta Beta Pictoris b on hyvin nuori planeetta - arviolta alle 10 miljoonan vuoden ikäinen (itse tähti on vain noin 12 miljoonaa.) Sen läsnäolo on osoitus suurten planeettojen kyvystä muodostaa nopeasti ja pian vasta muodostuneiden tähtijen ympärillä.
Lue lisää: Exoplanet varmistaa, että kaasujättiläiset voivat muodostua nopeasti
"Näkyä planeetan lähellä tähtiä vain minuutin kuluttua oli jännitys, ja näimme tämän vasta ensimmäisenä viikolla sen jälkeen, kun instrumentti asetettiin kaukoputkeen!" lisäsi Fredrik Rantakyro, Gemini-henkilökunnan tutkija, joka työskentelee instrumentin parissa. "Kuvittele, mitä se voi tehdä, kun mukautamme ja viritämme sen suorituskyvyn kokonaan."
Toinen GPI: n ensimmäisestä valosta otetusta valosta, joka on hajotettu pölyrenkaalla, joka ympäröi nuorta tähteä HR4796A, noin 237 valovuoden päässä:
Vasemmassa kuvassa näkyy normaali valo, mukaan lukien sekä pölyrengas että keskitähteen jäännösvalo, joka on hajotettu turbulenssin vaikutuksesta maan ilmakehään. Oikea kuva näyttää vain polarisoidun valon. Jäljellä oleva tähtivalo on polarisoitumaton ja poistettu. Levyn takareunasta (tähden oikealla puolella) oleva valo on voimakkaasti polarisoitunut, koska se heijastuu kohti maata, ja siten se näyttää kirkkaammalta kuin eteenpäin osoittava reuna.
Ajatellaan, että heijastava rengas voisi olla HR4796A: n kiertävien asteroidien tai komeetojen hihnalta ja mahdollisesti muotoillut (tai ”paimennetut” kuin Saturnuksen renkaat) vielä näkymättömillä planeetoilla. GPI: n edistyneet ominaisuudet sallivat renkaan koko kehän kuvaamisen.
GPI: n menestys aikaisemmin tunnettujen järjestelmien, kuten Beta Pictorisin ja HR4796A, kuvantamisessa voi osoittaa vain monia mielenkiintoisempia tulevia eksoplaneettojen löytöjä.
"Koko eksoplaneettayhteisö on innostunut siitä, että GPI aloittaa aivan uuden planeettojen löytämisen aikakauden", sanoo fyysikko ja eksoplaneettojen asiantuntija Sara Seager Massachusetts Institute of Technologystä. ”Jokaisella eksoplaneetan havaitsemistekniikalla on kukoistus. Ensinnäkin radiaalisen nopeuden tekniikka (maapallolla tehdyt planeettahaut aloitti koko kentän). Toiseksi se oli passitusmenetelmä (nimittäin Kepler). Nyt on "suoran kuvantamisen" planeetan löytämistekniikka, joka puolestaan tuottaa aaltoja. "
Tänä vuonna GPI-ryhmä aloittaa laajamittaisen tutkimuksen, jossa tutkitaan 600 nuorta tähteä nähdäkseen, mitkä jättiläiset planeetat voivat kiertää niitä.
”Jonain päivänä avaruudessa sijaitsevassa kaukoputkessa on instrumentti, joka näyttää paljon GPI: ltä. Ja kyseisestä instrumentista tulevat kuvat ja spektrit osoittavat pienen sinisen pisteen, joka on toinen maa. "
- Bruce Macintosh, GPI-ryhmän johtaja
Yllä olevat havainnot tehtiin viime marraskuussa "erittäin ongelmattoman debyytin" aikana. Gemini South -kaukoputki sijaitsee lähellä Cerro Pachonin huippukokousta Chilen keskustassa, 2722 metrin korkeudessa.
Lähde: Gemini Observatoryn lehdistötiedote
