Siitä lähtien Kepler avaruusteleskooppi alkoi löytää tuhansia eksoplaneetteja galaksissamme, tähtitieteilijät ovat odottaneet innokkaasti seuraavan sukupolven operaatioiden aloittamispäivää. Näitä ovat odotettu James Webbin avaruuskaukoputki, jonka on tarkoitus viedä avaruuteen vuonna 2019, mutta myös monet tällä hetkellä rakenteilla olevat maanpäälliset observatoriat.
Yksi näistä on kauttakulkuplaneetit ja niiden ilmakehän projekti (ExTrA), joka on viimeisin lisäys ESOn La Silla-observatorioon Chilessä. Transit-menetelmää käyttämällä tämä laitos luottaa kolmeen 60 senttimetrin (23,6 tuuman) kaukoputkeen etsimään maapallon kokoisia eksoplaneetteja M-tyypin (punainen kääpiö) tähtiä ympäröivään Linnunradan galaksista. Tällä viikolla laitos aloitti keräämällä ensimmäisen valonsa.
Transit-menetelmä (tunnetaan myös nimellä Transit Photometry) koostuu tähtijen seurannasta ajoittaisten laskujen vaaleudessa. Nämä putoamiset johtuvat planeetasta, joka kulkee tähden edessä (alias. Kulkee) suhteessa tarkkailijaan. Aikaisemmin M-tyypin tähtiä ympäröivien planeettojen havaitseminen tällä menetelmällä on ollut haastavaa, koska punaiset kääpiöt ovat tunnetun maailmankaikkeuden pienin ja himmein tähtiluokka ja säteilevät suurimman osan valostaan lähellä infrapunakaistaa.
Nämä tähdet ovat kuitenkin osoittautuneet myös aarteina, kun kyse on kallioisista, maan kaltaisista eksoplaneetoista. Viime vuosina on havaittu kallioisia planeettoja tähtien ympärillä, kuten Proxima Centauri ja Ross 128, kun taas TRAPPIST-1: llä oli järjestelmä seitsemästä kallioisesta planeetasta. Lisäksi on tehty tutkimuksia, jotka ovat osoittaneet, että mahdollisesti asuttavat kiviset planeetat voivat olla hyvin yleisiä punaisten kääpiötähteiden ympärillä.
Toisin kuin muut tilat, ExTrA-projekti soveltuu hyvin tutkimusten tekemiseen punaisten laskien ympärillä oleville planeetoille, koska se sijaitsee Atacama-aavikon laitamilla Chilessä. Kuten projektin johtava tutkija Xavier Bonfils selitti:
“La Silla valittiin kaukoputkien kotiin sivuston erinomaisten ilmasto-olosuhteiden vuoksi. Maan ilmapiiri absorboi hyvin helposti sellaista valoa, jota havaitsemme - lähellä infrapunaa, joten vaadimme kuivimpia ja pimeimpiä olosuhteita. La Silla on täydellinen eritelmämme mukainen.”
Lisäksi ExTrA-laite luottaa uuteen lähestymistapaan, joka käsittää optisen fotometrian yhdistämisen spektroskooppiseen informaatioon. Tämä koostuu kolmesta kaukoputkesta, jotka keräävät valoa kohdetähdeltä ja neljästä seuratähdestä vertailua varten. Tämä valo syötetään sitten optisten kuitujen läpi moniobjektispektrografiin sen analysoimiseksi monilla eri aallonpituuksilla.
Tämä lähestymistapa lisää saavutettavissa olevan tarkkuuden tasoa ja auttaa lieventämään maan ilmakehän häiritseviä vaikutuksia sekä instrumenttien ja ilmaisimien aiheuttamaa virheiden mahdollisuutta. ExTrA-kaukoputket etsivät tavoitteensa lisäksi löytää vain planeettoja, jotka kulkevat punaisten kääpiötähtiensä edestä, tutkimaan löytämiäsi planeettoja niiden koostumuksen ja ilmakehän määrittämiseksi.
Lyhyesti sanottuna, se auttaa määrittämään, voisivatko nämä planeetat todella asua. Kuten ExTrA-tiimin jäsen Jose-Manuel Almenara selitti:
“ExTrA: n avulla voimme myös käsitellä joitain peruskysymyksiä galaksissamme olevista planeetoista. Toivomme tutkia kuinka yleisiä nämä planeetat ovat, moniplaneettojen järjestelmien käyttäytymistä ja sellaisia ympäristöjä, jotka johtavat niiden muodostumiseen,”
Mahdollisuus etsiä aurinkoon kuulumattomia planeettoja punaisten kääpiötähteiden ympäriltä on valtava tilaisuus tähtitieteilijöille. Ne eivät ole vain yleisimpiä tähtiä maailmankaikkeudessa, ja niiden osuus on vain 70% galaksissamme olevista tähtiistä, mutta ne ovat myös erittäin pitkäikäisiä. Kun aurinkomme tähtien elinikä on noin 10 miljardia vuotta, punaiset kääpiöt kykenevät pysymään pääsekvenssivaiheessaan jopa 10 biljoonaa vuotta.
Näistä syistä jotkut ajattelevat, että M-tyypin tähdet ovat paras veto löytääksemme asuttavia planeettoja pitkällä tähtäimellä. Samaan aikaan on ratkaisemattomia kysymyksiä siitä, voivatko punaiset kääpiötähtiä kiertävät planeetat pysyä asuttavina pitkään, johtuen niiden vaihtelevuudesta ja taipumuksesta leimahtaa. Mutta kun ExTrA ja muut seuraavan sukupolven instrumentit otetaan käyttöön, tähtitieteilijät saattavat pystyä vastaamaan näihin palaviin kysymyksiin.
Kuten Bonfils innostuneesti totesi:
“Seuraavan sukupolven teleskoopeilla, kuten ESO: n erittäin suuri teleskooppi, voimme ehkä tutkia ExTra: n löytämiä eksoplaneettojen ilmapiiriä yrittää arvioida näiden maailmojen kannattavuutta tukea elämää sellaisena kuin me sen tunnemme. Eksoplaneettojen tutkimus tuo entisen tieteiskirjallisuuden tiedemaailmaan tosiseikkoihin.”
ExTrA on ranskalainen hanke, jota rahoittavat Euroopan tutkimusneuvosto ja ranskalainen Agence National de la Recherche, ja sen kaukoputket toimitetaan etänä Ranskan Grenoblesta. Muista myös nauttia tästä videosta ExTrA: sta, joka menee verkossa, ESOcastin suosituksella:
