Este doar un blip galben strălucitor într-un câmp albastru mutat, dar această imagine a planetei îndepărtate 51 Eridani b are astronomi abulați pentru că este doar asta: o imagine. Lansată săptămâna aceasta de către Gemini Planet Imager, această viziune ne permite să privim direct la o tânără lume asemănătoare lui Jupiter, aflată la aproximativ 100 de ani lumină.
Continut Asemanator
- Steaua moartă Spargerea unui corp stâncos oferă o previzualizare a destinului Pământului
- Este posibil să vezi Exoplanetele fără echipament Schmancy
- Gliese 581g, primul exoplanet descoperit care poate fi capabil să ducă viața gazdă, nu există de fapt
În ciuda nenumăratelor anunțuri de exoplanete noi și exotice, inclusiv multe care se presupune că seamănă foarte mult cu Pământul, marea majoritate a lumilor găsite dincolo de sistemul nostru solar au fost detectate doar prin mijloace indirecte. Orice idei despre atmosfera, suprafețele și capacitatea lor de a susține viața sunt, deocamdată, speculații educate.
Bruce Macintosh de la Universitatea Stanford și colegii săi speră să schimbe toate acestea. Aceștia împing granițele fotografierii planetare cu Gemini Planet Imager (GPI), un instrument instalat în 2013 pe telescopul Gemini Sud din Chile. Vizualizarea efectivă a luminii de pe o planetă întreagă le permite oamenilor de știință să elimine indicii chimice asupra compoziției și temperaturii sale, ajutând să picteze o imagine mai clară a lumii extraterestre.
„Imagistica directă este într-adevăr tehnica viitorului”, spune coautorul studiului Sasha Hinkley, astronom în cadrul Universității din Exeter. "Pentru a înțelege cum sunt aceste atmosfere, aveți nevoie de spectroscopie, iar imagistica directă este potrivită pentru asta."
Exoplanetele de astăzi se găsesc de obicei într-unul din două moduri. Când planeta se mișcă pe fața stelei sale gazdă așa cum este văzută de pe Pământ, modifică ușor lumina stelară care intră - aceasta se numește tranzit. În mod alternativ, metoda de viteză radială caută o stea care se plimbă ușor ca răspuns la atragerea unei planete orbitante. Astfel de dovezi indirecte reprezintă cea mai mare parte din cele aproape 2.000 de exoplanete confirmate găsite până acum.
Doar aproximativ o duzină de exoplanete au fost văzute în imagini și toate acestea sunt lumi gazoase foarte mari, care sunt departe de stelele lor. De exemplu, tovarășul planetar al GU Piscium, descoperit în 2014, este de 9 până la 13 ori mai mare decât Jupiter și de 2.000 de ori mai departe de steaua sa, cât Pământul este de la soare, necesită aproximativ 163.000 de ani pentru a completa o orbită. Între timp, controversata lume Fomalhaut b se află pe o orbită extrem de eliptică, care o duce de la 4, 5 miliarde de mile de la stea sa până la 27 de miliarde de mile afară.
Steaua GU Piscium și planeta sa, GU Psc b, așa cum este văzută într-o imagine combinată folosind date în infraroșu și vizibile de la telescopul Gemeni Sud și Telescopul Canada-Franța-Hawaii. (Observatorul Gemenilor) GPI a fost proiectat pentru a vedea planetele care sunt mai mici și mai aproape de stelele lor. Utilizează optică adaptivă, în care motoare minuscule modifică suprafața oglinzii telescopului de până la o mie de ori pe secundă. Modificările de formă compensează estomparea care se întâmplă pe măsură ce lumina de la obiecte îndepărtate trece prin atmosfera Pământului, ajutându-l să localizeze ținte mai mici. Instrumentul are, de asemenea, un coronagraf, un dispozitiv care blochează lumina unei stele pentru a face mai ușor să vezi orice planete din apropiere.
În acest caz, GPI a privit steaua 51 Eridani și a putut vedea o planetă orbitând la aproximativ 13 unități astronomice, la mai mult de două ori distanța dintre Jupiter și soarele nostru. Temperatura suprafeței planetei este de aproximativ 800 de grade Fahrenheit. Este atât de fierbinte pentru că sistemul stelar are doar 20 de milioane de ani, iar planeta încă strălucește cu căldura formării. Echipa a putut de asemenea să vadă că atmosfera sa este în mare parte metan, la fel ca cea a lui Jupiter.
Studiind imagini cu lumi precum 51 Eridani b ar putea ajuta la rezolvarea misterelor formării planetei, notează Macintosh. „La 20 de milioane de ani, încă„ își amintește ”procesul”, spune el. O mare întrebare este dacă planetele de dimensiunea Jupiter se accelerează rapid - pe scara de mii de ani - sau dacă este un proces mai lent și constant de milioane sau zeci de milioane de ani. Deoarece Jupiter este atât de mare și folosește atât de multă masă, gândindu-ne cum a ajuns să fie și cât de tipic ar putea afecta modele despre cum se formează alte tipuri de planete.
Deși imagistica directă poate da un sens al dimensiunii, nu este la fel de bine să judecăm masa unei planete și încă nu poate rezolva nimic mult mai mic decât propriul nostru Jupiter, decât dacă steaua este relativ slabă și planeta este neobișnuit de luminoasă. „Nu o să vă aducă planete stâncoase”, spune Macintosh. „Asta este pentru următoarea generație [de telescoape]”.
Între timp, GPI și un instrument aferent, Spectro-Polarimetric Exoplanet High-contrast Research (SPHERE) de la Very Large Telescope din Chile, perfecționează tehnica și caută mai multe lumi noi care să fie pregătite pentru apropierea lor.
În timp ce GPI vede doar în infraroșu, SPHERE va privi, de asemenea, stelele din apropiere pentru a vedea dacă poate rezolva planetele în lumină vizibilă, spune Julien Girard, astronomul de la VLT. Nu va putea vedea un alt Pământ - cel mai probabil este un loc de muncă pentru un telescop spațial - dar va demonstra că rezolvarea unor astfel de planete este posibilă, mai ales că tehnologiile viitoare obțin un contrast mai bun în lumina care ajunge la detectoarele telescopilor, spune Girard .
Cu toate acestea, Hinkley consideră că există o șansă bună ca un telescop de nouă generație pe pământ să fie primul care să surprindă o imagine a unei planete stâncoase. „Telescoapele foarte mari, care vin online în zece ani sau ceva, clasa de 30 și 40 de metri, ar putea să o facă”, spune el.
A ajunge la această etapă poate depinde de îmbunătățiri ale opticii adaptive, dar ar putea însemna, de asemenea, concentrarea asupra coronagrafului și îmbunătățirea capacității de a bloca lumina stelei, spune Ben Montet, doctor în doctorat. candidat la Centrul pentru Astrofizică de la Harvard. „Provocarea nu reprezintă imagini slabe, ci blocarea lucrului luminos chiar lângă acesta”, spune el.
Pe măsură ce aceste îmbunătățiri se așteaptă online, un sistem de stele din apropiere, precum Tau Ceti, care este similar cu soarele nostru și la doar 11 ani-lumină distanță, ar fi un candidat bun pentru a arunca o privire. „Este unul dintre primele lucruri spre care mi-aș orienta telescopul”, spune Hinkley.
