Najnowszy i najmocniejszy na świecie instrument do obrazowania egzoplanet, niedawno zainstalowany Gemini Planet Imager (GPI) w 8-metrowym teleskopie Gemini South, uchwycił swój pierwszy obraz w podczerwieni egzoplanety: Beta Pictoris b, który krąży wokół gwiazdy Beta Pictoris, druga najjaśniejsza gwiazda w południowej konstelacji Pictor. Planeta jest dość widoczna na powyższym zdjęciu jako jasny skupisko pikseli tuż po prawej stronie dolnej gwiazdy na środku (która jest fizycznie pokryta małym nieprzezroczystym dyskiem blokującym olśnienie). Ale ta gromada pikseli jest naprawdę odległa planeta oddalona o 63 lata świetlne i kilka razy masywniejsza - a także o 60% większa - niż Jowisz!
A to dopiero początek.
Podczas gdy wiele egzoplanet zostało odkrytych i potwierdzonych w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci przy użyciu różnych technik, bardzo niewiele zostało bezpośrednio zobrazowanych. Bardzo trudno jest rozwiązać słaby blask odbitego światła planety z olśniewającego blasku gwiazdy - ale GPI zostało zaprojektowane właśnie do tego.
„Większość planet, które znamy do tej pory, są znane tylko dzięki pośrednim metodom, które mówią nam, że planeta jest na miejscu, trochę o jej orbicie i masie, ale niewiele więcej”, powiedział Bruce Macintosh z Lawrence Livermore National Laboratory, który kierował zespół, który zbudował instrument. „Dzięki GPI bezpośrednio obrazujemy planety wokół gwiazd - to trochę tak, jakbyśmy byli w stanie rozdzielić system i naprawdę zagłębić się w skład atmosfery i cechy atmosferyczne planety”.
GPI to nie tylko obraz odległych egzoplanet wielkości Jowisza; obrazuje ich szybko.
„Nawet te wczesne pierwsze obrazy są prawie dziesięciokrotnie lepsze niż instrumenty poprzedniej generacji”, powiedział Macintosh. „W ciągu minuty zobaczyliśmy planety, których wykrycie zajęło nam godzinę.”
Pomimo dużych rozmiarów Beta Pictoris b jest bardzo młodą planetą - szacowaną na mniej niż 10 milionów lat (sama gwiazda ma tylko około 12 milionów). Jej obecność świadczy o zdolności dużych planet do szybkiego i szybkiego formowania się wokół nowo powstałych gwiazd.
Czytaj więcej: Exoplanet potwierdza, że olbrzymy gazowe mogą szybko się tworzyć
„Oglądanie planety blisko gwiazdy już po minucie było dreszczem emocji i widzieliśmy to dopiero w pierwszym tygodniu po umieszczeniu instrumentu na teleskopie!” dodał Fredrik Rantakyro, pracownik naukowy Gemini pracujący nad instrumentem. „Wyobraź sobie, co będzie w stanie zrobić, gdy poprawimy i całkowicie dostosujemy jego wydajność.”
Kolejne z pierwszych zdjęć GPI uchwyciło światło rozproszone przez pierścień pyłu otaczający młodą gwiazdę HR4796A, oddaloną o około 237 lat świetlnych:
Lewy obraz pokazuje normalne światło, w tym zarówno pierścień pyłu, jak i światło resztkowe z centralnej gwiazdy rozproszone przez turbulencje w ziemskiej atmosferze. Prawe zdjęcie pokazuje tylko światło spolaryzowane. Pozostawione światło gwiazd jest niespolaryzowane, a zatem usunięte. Światło z tylnej krawędzi dysku (po prawej stronie gwiazdy) jest silnie spolaryzowane, gdy odbija się w kierunku Ziemi, a zatem wydaje się jaśniejsze niż przednia krawędź.
Uważa się, że pierścień odblaskowy może pochodzić z pasa planetoid lub komet krążących wokół HR4796A i być może ukształtowany (lub „owczony”, jak pierścienie Saturna) przez jeszcze niewidzialne planety. Zaawansowane możliwości GPI pozwoliły na obrazowanie całego obwodu pierścienia.
Sukces GPI w obrazowaniu znanych wcześniej systemów, takich jak Beta Pictoris i HR4796A, może wskazywać tylko na wiele innych ekscytujących odkryć egzoplanet.
„Cała społeczność egzoplanet jest podekscytowana tym, że GPI zapoczątkuje nową erę odkrywania planet”, mówi fizyk i ekspert od egzoplanet Sara Seager z Massachusetts Institute of Technology. „Każda technika wykrywania egzoplanet ma swój okres świetności. Najpierw była to technika prędkości radialnej (naziemne poszukiwania planet, które zapoczątkowały całe pole). Po drugie była to technika tranzytowa (a mianowicie Kepler). Teraz przyszła kolej na technikę „planetarnego obrazowania”, która tworzy fale ”.
W tym roku zespół GPI rozpocznie badanie na dużą skalę, patrząc na 600 młodych gwiazd, aby zobaczyć, jakie gigantyczne planety krążą wokół nich.
„Pewnego dnia na teleskopie w kosmosie pojawi się instrument, który będzie przypominał GPI. A obrazy i widma wychodzące z tego instrumentu pokażą małą niebieską kropkę, która jest inną Ziemią. ”
- Bruce Macintosh, lider zespołu GPI
Powyższe obserwacje zostały przeprowadzone w listopadzie ubiegłego roku podczas „wyjątkowo bezproblemowego debiutu”. Teleskop Gemini South znajduje się w pobliżu szczytu Cerro Pachon w środkowym Chile, na wysokości 2722 metrów.
Źródło: komunikat prasowy Obserwatorium Gemini
