Това е просто ярко жълт просвет в синьо поле с петна, но тази снимка на далечната планета 51 Еридани b има астрономи abuzz, защото това е точно това: снимка. Публикувана тази седмица от планетата Imager на Gemini, тази гледка ни позволява да гледаме директно в млад свят, подобен на Юпитер, който е на около 100 светлинни години.
Свързано съдържание
- Мъртвата звезда раздробяване на скалисто тяло предлага преглед на съдбата на Земята
- Възможно е да видите екзопланети без оборудване на Schmancy
- Gliese 581g, първата открита екзопланета, която може да е способна да живее домакин, всъщност не съществува
Въпреки безброй съобщения за нови и екзотични екзопланети, включително много, които уж приличат много на Земята, огромното мнозинство от светове, открити извън нашата Слънчева система, са открити само по косвени средства. Всякакви идеи за тяхната атмосфера, повърхности и способността им да поддържат живота са засега обучени спекулации.
Брус Макинтош от Станфордския университет и неговите колеги се надяват да променят всичко това. Те изтласкват границите на планетарното заснемане на карти с Gemini Planet Imager (GPI), инструмент, инсталиран през 2013 г. на телескопа Gemini South в Чили. Всъщност виждането на светлината от цяла планета позволява на учените да дразнет химически улики за нейния състав и температура, помагайки да нарисуват по-ясна картина на извънземния свят.
„Директното изображение е наистина техниката на бъдещето“, казва съавторът на изследването Саша Хинкли, астроном от университета в Ексетер. „За да разберете какво представляват тези атмосфери, се нуждаете от спектроскопия и директните изображения са подходящи за това.“
Екзопланетите днес обикновено се срещат по един от двата начина. Когато планетата се движи по лицето на своята звезда-домакин, както се вижда от Земята, тя леко променя входящата звездна светлина - това се нарича транзит. Алтернативно, методът на радиалната скорост търси звезда, която леко се поклаща в отговор на издърпването на орбитална планета. Подобни косвени доказателства представляват повечето от почти 2000 потвърдени екзопланети, открити досега.
Само около десетина екзопланети са били видени в изображения и всички те са много големи газови светове, които са далеч от своите звезди. Например планетарният спътник на ГУ Писциум, открит през 2014 г., е 9 до 13 пъти по-голям от масата на Юпитер и 2000 пъти по-далеч от звездата му, тъй като Земята е от слънцето, отнема около 163 000 години, за да завърши орбита. Междувременно противоречивият свят Фомалхаут b е на изключително елиптична орбита, която го извежда от 4, 5 милиарда мили от звездата му до огромните 27 милиарда мили.
Звездата GU Piscium и неговата планета, GU Psc b, както се вижда в комбинирано изображение, използвайки инфрачервени и видими данни от телескопа Gemini South и телескопа Канада-Франция-Хавай. (Обсерватория Близнаци) GPI е проектиран да вижда планети, които са по-малки и по-близо до своите звезди. Използва адаптивна оптика, при която мъничките двигатели променят повърхността на огледалото на телескопа до хиляда пъти в секунда. Промените във формата компенсират замъгляването, което се случва, когато светлината от отдалечени предмети преминава през земната атмосфера, като му помага да открие по-малки цели. Инструментът има и коронаграф, устройство, което блокира светлината на звезда, за да се улесни виждането на всички близки планети.
В този случай GPI погледна към звездата 51 Еридани и успя да види планета, която орбитира около 13 астрономически единици, повече от два пъти разстоянието между Юпитер и нашето слънце. Температурата на повърхността на планетата е около 800 градуса по Фаренхайт. Толкова е горещо, защото звездната система е само на 20 милиона години, а планетата все още свети от топлината на образуването. Екипът също успя да види, че атмосферата му е предимно метанова, точно като тази на Юпитер.
Изучаването на изображения на светове като 51 Еридани b може да помогне за разрешаването на мистериите на формирането на планетата, отбелязва Macintosh. "На 20 милиона години той все още" помни "процеса", казва той. Един голям въпрос е дали планетите с размер на Юпитер се акредитират бързо - в мащаба на хиляди години - или това е по-бавен и постоянен процес от милиони или десетки милиони години. Тъй като Юпитер е толкова голям и изразходва толкова много маса, измисляйки как е станало това и колко типично е, може да повлияе на моделите за това как се формират други видове планети.
Докато директното изображение може да даде усещане за размер, то не е толкова добро да преценяваме масата на планетата и все още не може да разреши нещо много по-малко от нашия собствен Юпитер, освен ако звездата е сравнително тъмна и планетата е необичайно ярка. "Няма да ви изкарат скалисти планети", казва Макинтош. "Това е за следващото поколение [на телескопите]."
Междувременно GPI и свързаният с него инструмент, Спектро-поляриметричното висококонтрастно изследване на екзопланетите (SPHERE) в много големия телескоп в Чили, усъвършенстват техниката и търсят още нови светове, които са готови за своите прекъсвания.
Докато GPI вижда само в инфрачервена връзка, SPHERE също ще погледне близките звезди, за да види дали може да разрешава планетите във видима светлина, казва Жулиен Жирар, оперативен астроном на VLT. Той няма да може да види друга Земя - това най-вероятно е работа за космически телескоп - но това ще докаже, че разрешаването на такива планети е възможно, особено тъй като бъдещите технологии постигат по-добър контраст в светлината, достигаща до детекторите на телескопите, казва Жирард,
Хинкли обаче смята, че има голям шанс телескоп от следващо поколение на земята да бъде първият, който направи снимка на скалиста планета. „Много големите телескопи, които влизат онлайн след десет години, 30- и 40-метровият клас, може да го направят“, казва той.
Стигането до този етап може да зависи от подобрения в адаптивната оптика, но това може да означава и съсредоточаване върху коронаграфа и подобряване на способността да се блокира светлината на звездата, казва докторът Бен Монте. кандидат в Центъра за астрофизика в Харвард. „Предизвикателството не е представяне на слабото нещо, а блокиране на светлото нещо до него“, казва той.
Тъй като тези очаквани подобрения идват онлайн, една близка звездна система като Тау Сети, която е подобна на нашето слънце и само на 11 светлинни години, ще бъде добър кандидат за надникване. "Това е едно от първите неща, към които бих насочил телескопа си", казва Хинкли.
