Najnovejši in najmočnejši instrument za slikanje eksoplanetov na svetu, nedavno nameščen Gemini Planet Imager ( GPI ) je na 8-metrskem teleskopu Gemini South ujel svojo prvo svetlobno infrardečo sliko eksoplaneta: Beta Pictoris b , ki kroži okoli zvezde Beta Pictoris, druge najsvetlejše zvezde v južnem ozvezdju Piktor. Planet je na zgornji sliki precej očiten kot svetla gruča slikovnih pik tik spodaj desno od zvezde na sredini (ki je fizično prekrita z majhnim neprozornim diskom, ki blokira bleščanje.) Toda ta skupina slikovnih pik je res oddaljena planet, oddaljen 63 svetlobnih let in nekajkrat masivnejši – pa tudi 60 % večji – od Jupitra!
In to je šele začetek.
GPI nameščen na teleskopu Gemini South 8m. GPI je škatlasta garnitura, nameščena pod platformo. (Observatorij Gemini)
Medtem ko je bilo v zadnjih nekaj desetletjih odkritih in potrjenih veliko eksoplanetov z različnimi tehnikami, jih je zelo malo dejansko posnetih neposredno. Izjemno težko je razrešiti šibek sijaj odsevane svetlobe planeta znotraj briljantnega bleščanja njegove zvezde - vendar je bil GPI zasnovan za to.
'Večina planetov, ki jih poznamo do danes, je znanih le zaradi posrednih metod, ki nam povedo, da je planet tam, nekaj o njegovi orbiti in masi, vendar ne veliko drugega,' je dejal Bruce Macintosh iz Lawrence Livermore National Laboratory , ki je vodil ekipo, ki je izdelala instrument. 'Z GPI neposredno slikamo planete okoli zvezd - podobno je, kot da bi lahko secirali sistem in se resnično potopili v atmosfersko sestavo in značilnosti planeta.'
In GPI ne prikazuje samo oddaljenih eksoplanetov velikosti Jupitra; slika jihhitro.
'Tudi te zgodnje slike prve svetlobe so skoraj za desetkrat boljše od prejšnje generacije instrumentov,' je dejal Macintosh. ” V eni minuti smo videli planete, za odkrivanje katerih smo včasih potrebovali eno uro.
Beta Pictoris b je kljub veliki velikosti zelo mlad planet – po ocenah je star manj kot 10 milijonov let (sama zvezda je stara le okoli 12 milijonov). Njena prisotnost je dokaz sposobnosti velikih planetov, da se hitro in kmalu oblikujejo. okoli novonastalih zvezd.
Preberite več: Exoplanet potrjuje, da se lahko plinski velikani hitro oblikujejo
'Vidjeti planet blizu zvezde po samo eni minuti je bilo vznemirjenje in to smo videli šele prvi teden po tem, ko so instrument postavili na teleskop!' je dodal Fredrik Rantakyro, osebni znanstvenik Gemini, ki dela na instrumentu. 'Predstavljajte si, kaj bo lahko naredil, ko bomo prilagodili in popolnoma prilagodili njegovo delovanje.'
Druga GPI-jeva slika prve svetlobe je ujela svetlobo, ki jo je razpršil a prstan iz prahu ki obdaja mlado zvezdo HR4796A, oddaljeno približno 237 svetlobnih let:
GPI slike prve svetlobe HR4796A. (Obdelava Marshall Perrin, Space Telescope Science Institute.)
Leva slika prikazuje običajno svetlobo, vključno s prašnim obročem in preostalo svetlobo iz osrednje zvezde, razpršeno zaradi turbulence v Zemljini atmosferi. Desna slika prikazuje samo polarizirano svetlobo. Preostala svetloba zvezd je nepolarizirana in zato odstranjena. Svetloba z zadnjega roba diska (desno od zvezde) je močno polarizirana, ko se odbija proti Zemlji, zato je videti svetlejša od naprej obrnjenega roba.
Domneva se, da bi lahko odsevni obroč izviral iz pasu asteroidov ali kometov, ki krožijo okoli HR4796A, in da bi ga morda oblikovali (ali »pasirali«, kot so obroči Saturna) še nevidni planeti. Napredne zmogljivosti GPI so omogočile posnetek celotnega oboda obroča.
Skupina za integracijo GPI praznuje po pridobitvi slik prve svetlobe (Observatorij Gemini)
Uspeh GPI pri slikanju prej znanih sistemov, kot sta Beta Pictoris in HR4796A, lahko nakazuje le še veliko več vznemirljivih odkritij eksoplanetov, ki prihajajo.
'Celotna skupnost eksoplanetov je navdušena, da bo GPI uvedel popolnoma novo obdobje iskanja planetov,' pravi fizičarka in strokovnjakinja za eksoplanete Sara Seager z Massachusetts Institute of Technology. »Vsaka tehnika odkrivanja eksoplanetov ima svoj razcvet. Najprej je bila tehnika radialne hitrosti (zemeljsko iskanje planetov, ki je začelo celotno polje). Drugič je bila tranzitna tehnika (in sicer Kepler). Zdaj je na vrsti tehnika 'neposrednega slikanja' za iskanje planetov, da naredi valove.'
Letos bo ekipa GPI začela obsežno raziskavo, v kateri bo opazovala 600 mladih zvezd, da bi ugotovila, kateri planeti velikani lahko krožijo okoli njih.
»Nekega dne bo na teleskopu v vesolju nastal instrument, ki bo zelo podoben GPI. In slike in spektri, ki bodo prišli iz tega instrumenta, bodo pokazali majhno modro piko, ki je druga Zemlja.'
– Bruce Macintosh, vodja skupine GPI
Zgornja opažanja so bila opravljena novembra lani med 'izjemno brezhibnim prvencem'. Teleskop Gemini South se nahaja blizu vrha Cerro Pachon v osrednjem Čilu, na nadmorski višini 2722 metrov.