Korzystasz dziś ze swojego podwórkowego teleskopu? Nie; jednak ten obraz trzech egzoplanet wymagał zaledwie 1,5 metra (średnicy; 60 cali) lustra teleskopu, niewiele większego niż największy luneta na podwórku.
Te konkretne egzoplanety krążą wokół gwiazdy HR 8799 i zostały wcześniej sfotografowane przez jeden z 10-metrowych teleskopów Keck i 8-metrowego (26 stóp) Gemini North Observatory, oba na Mauna Kea na Hawajach ; są jednymi z pierwszych, którzy zostali tak zobrazowani, jak donosi magazyn Space Magazine w listopadzie 2008 r. Pierwszy obraz innego układu planetarnego z wieloma planetami.
Jak więc Gene Serabyn i jego koledzy poradzili sobie z robieniem zdjęcia powyżej, używając zaledwie 1,5-metrowej średnicy słynnego 200-calowego (5,1 metra) lustra teleskopu Palomar Hale?
Zrobili to, pracując w bliskiej podczerwieni i łącząc dwie techniki - optykę adaptacyjną i koronograf - aby zminimalizować blask gwiazdy i odsłonić słabą poświatę znacznie słabszych planet.
„Nasza technika może być stosowana w większych teleskopach naziemnych do obrazowania planet, które są znacznie bliżej ich gwiazd, lub może być stosowana w małych teleskopach kosmicznych, aby znaleźć możliwe podobne do Ziemi światy w pobliżu jasnych gwiazd”, powiedział Gene Serabyn, który jest astrofizyk w JPL i wizytujący współpracownik fizyki w California Institute of Technology w Pasadenie.
Trzy planety, zwane HR8799b, cid, są uważane za gazowych gigantów podobnych do Jowisza, ale bardziej masywnych. Okrążają swoją gwiazdę macierzystą odpowiednio w przybliżeniu 24, 38 i 68 razy odległości między naszą Ziemią a Słońcem (Jowisz przebywa około pięć razy więcej niż odległość Ziemia-Słońce). Możliwe, że skaliste światy, takie jak Ziemia, krążą bliżej domu gwiazd planet, ale przy obecnej technologii nie można ich zobaczyć pod blaskiem gwiazdy.
Gwiazda HR 8799 jest nieco masywniejsza od naszego Słońca i znacznie młodsza, ma około 60 milionów lat, w porównaniu do naszego Słońca około 4,6 miliarda lat. To jest 120 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Pegaza. Układ planetarny tej gwiazdy jest nadal aktywny, a ciała zderzają się ze sobą i wyrzucają kurz, co niedawno wykrył Spitzer Space Telescope NASA. Podobnie jak świeżo upieczone ciasto z pieca, planety wciąż są ciepłe po formowaniu i emitują wystarczającą ilość promieniowania podczerwonego, aby mogły je wykryć teleskopy.
Aby zrobić zdjęcie planet HR 8799, Serabyn i jego koledzy najpierw zastosowali metodę zwaną optyką adaptacyjną, aby zredukować rozmycie atmosferyczne lub usunąć „migotanie” gwiazdy. Do tych obserwacji technika została zoptymalizowana przy użyciu tylko niewielkiej części teleskopu. Po usunięciu błysku światło z samej gwiazdy zostało zablokowane za pomocą koronografu zespołu, instrumentu, który selektywnie maskuje gwiazdę. W tym kroku wykorzystano nowatorski „koronarograf wirowy”, wymyślony przez członka zespołu Dimitri Mawet z JPL. Ostatecznym rezultatem był obraz pokazujący światło trzech planet.
Chociaż optyka adaptacyjna jest używana tylko w kilku teleskopach amatorów (i to w stosunkowo prostym rodzaju), technologia ta prawdopodobnie stanie się szeroko dostępna dla amatorów w ciągu najbliższych kilku lat. Koronografie wirowe mogą jednak trwać nieco dłużej.
„Sztuką jest stłumienie światła gwiazd bez tłumienia światła planety”, powiedział Serabyn.
Techniki tej można użyć do zobrazowania przestrzeni leżącej zaledwie kilka sekund łukowych od gwiazdy. Jest to tak blisko gwiazdy, jak ta osiągnięta przez Gemini i Keck - teleskopy, które są odpowiednio około pięć i siedem razy większe.
Utrzymywanie małych teleskopów ma kluczowe znaczenie dla misji kosmicznych. „Jest to technologia, która pozwala nam wyobrażać sobie inne Ziemie” - powiedział Wesley Traub, główny naukowiec w programie eksploracji egzoplanet NASA w JPL. „Jesteśmy na dobrej drodze do zrobienia zdjęcia innej jasnoniebieskiej kropki w kosmosie”.
Źródła: JPL, Nature, Astrophysics Journal (preprint to arXiv: 0912.2287)
