Patrzenie bezpośrednio na gwiazdy to zły sposób na znalezienie planet krążących w odległych słońcach, ale przy użyciu nowej techniki naukowcy mogą teraz przesiać światło gwiazd, aby znaleźć nowe egzoplanety miliony razy ciemniejsze niż gwiazdy macierzyste.
„Jesteśmy zaślepieni tym światłem gwiazd” - mówi Ben R. Oppenheimer, kustosz w Departamencie Astrofizyki w Amerykańskim Muzeum Historii Naturalnej i główny badacz Projektu 1640. „Gdy zobaczymy te egzoplanety, możemy określić, jakie kolory emitują , skład chemiczny ich atmosfery, a nawet właściwości fizyczne ich powierzchni. Ostatecznie, bezpośrednie pomiary, przeprowadzane z kosmosu, mogą być wykorzystane do lepszego zrozumienia pochodzenia Ziemi i szukania oznak życia w innych światach. ”
Stosując metody detekcji pośredniej astronomowie znaleźli setki planet krążących wokół innych gwiazd. Jasne gwiazdy emitują jednak kilkadziesiąt milionów do miliardów razy jaśniejsze niż światło odbite przez planety.
Project 1640 to zaawansowany system obrazowania teleskopów, złożony z najbardziej zaawansowanego na świecie systemu optyki adaptacyjnej, instrumentów i oprogramowania. Projekt działa w 200-calowym teleskopie Hale w Kalifornijskim Obserwatorium Palomar. Inżynierowie z American Museum of Natural History, California Institute of Technology oraz NASA Jet Jet Propulsion Laboratory pracowali ponad sześć lat nad opracowaniem nowego systemu.
Atmosfera ziemska siała spustoszenie w świetle gwiazd. Ogrzewanie i chłodzenie atmosfery powoduje turbulencje, które powodują migotanie światła punktowego gwiazdy. Optyka w teleskopie również wypacza światło. Instrumenty tworzące Projekt 1640 manipulują światłem gwiazd, odkształcając lustro ponad 7 milionów razy na sekundę, aby przeciwdziałać migotaniu. To daje krystalicznie czysty obraz w podczerwieni gwiazdy z dokładnością mniejszą niż jeden nanometr; około 100 razy mniejszy niż typowe bakterie.
„Bezpośrednie obrazowanie planet jest niezwykle trudne” - powiedział Charles Beichman, dyrektor wykonawczy NASA ExoPlanet Science Institute w California Institute of Technology. „Wyobraź sobie, że próbujesz zobaczyć świetlika wirującego wokół reflektora znajdującego się w odległości większej niż tysiąc mil”.
Koronograf, zbudowany przez Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej, optycznie przyciemnia gwiazdę pozostawiając inne niebieskie obiekty w polu widzenia. Inne instrumenty pomagają stworzyć „sztuczne zaćmienie” w Projekcie 1640. Tylko około pół procent oryginalnego światła pozostaje w postaci nakrapianego tła. Te plamki mogą być setki razy jaśniejsze niż słabe planety. Instrumenty kontrolują światło plamek, aby dodatkowo przyciemnić ich jasność. To, co tworzy instrument, to ciemna dziura, w której znajdowała się gwiazda, pozostawiając światło odbite od jakichkolwiek planet. Zdaniem naukowców koordynacja systemu jest niezwykle ważna. Nawet najmniejszy wyciek światła zagłuszyłby niewiarygodnie słabe światło planet krążących wokół gwiazdy.
Na razie Project 1640, najbardziej zaawansowany system obrazowania o najwyższym kontraście na świecie, koncentruje się na jasnych gwiazdach stosunkowo blisko Ziemi; około 200 lat świetlnych stąd. Ich trzyletnia ankieta obejmuje plany sfotografowania setek młodych gwiazd. Planety, które mogą znaleźć, będą prawdopodobnie bardzo dużymi ciałami wielkości Jowisza.
„Im więcej się o nich dowiadujemy, tym bardziej zdajemy sobie sprawę z tego, jak bardzo różne mogą być nasze systemy planetarne” - powiedział astronauta Jet Propulsion Laboratory Gautam Vasisht. „Wszystkie wskazówki wskazują na ogromną różnorodność układów planetarnych, znacznie wykraczającą poza to, co wyobrażano sobie zaledwie 10 lat temu. Jesteśmy na skraju niezwykle bogatej nowej dziedziny. ”
Przeczytaj więcej o Projekcie 1640: http://research.amnh.org/astrophysics/research/project1640
Podpis obrazu: dwa obrazy HD 157728, pobliskiej gwiazdy 1,5 raza większej od Słońca. Gwiazda jest wyśrodkowana na obu obrazach, a jej światło zostało w większości usunięte przez adaptacyjny układ optyczny i koronograf. Pozostałe światło gwiazd pozostawia cętkowane tło, na którym nie widać słabszych obiektów. Z lewej strony obraz został wykonany bez ultra-precyzyjnej kontroli światła gwiazd, którą potrafi Project 1640. Po prawej stronie czujnik czoła fali był aktywny i w resztkowym świetle gwiazdy utworzył się ciemniejszy kwadratowy otwór, pozwalając na zobaczenie obiektów do 10 milionów razy jaśniejszych od gwiazdy. Zdjęcia zostały wykonane 14 czerwca 2012 r. Przy pomocy Projektu 1640 na 200-calowym teleskopie Hale Obserwatorium Palomar. (Dzięki uprzejmości Project 1640)
