Το νεότερο και πιο ισχυρό όργανο απεικόνισης εξωπλανητών στον κόσμο, το πρόσφατα εγκατεστημένο Gemini Planet Imager ( GPI ) στο τηλεσκόπιο Gemini South των 8 μέτρων, απαθανάτισε την υπέρυθρη εικόνα ενός εξωπλανήτη με πρώτο φως: Beta Pictoris β , που περιφέρεται γύρω από το αστέρι Beta Pictoris, το δεύτερο φωτεινότερο αστέρι στον νότιο αστερισμό Pictor. Ο πλανήτης είναι αρκετά προφανής στην παραπάνω εικόνα ως μια φωτεινή συστάδα εικονοστοιχείων ακριβώς κάτω δεξιά του αστεριού στη μέση (το οποίο καλύπτεται φυσικά από έναν μικρό αδιαφανή δίσκο για να εμποδίζει τη λάμψη.) Αλλά αυτό το σύμπλεγμα pixel είναι πραγματικά πολύ μακριά πλανήτης 63 έτη φωτός μακριά και πολλές φορές πιο μαζικός —καθώς και 60% μεγαλύτερος— από τον Δία!
Και αυτό είναι μόνο η αρχή.
Το GPI εγκαταστάθηκε στο τηλεσκόπιο Gemini South 8m. Το GPI είναι η συσκευασμένη σουίτα που είναι τοποθετημένη κάτω από την πλατφόρμα. (Αστεροσκοπείο Διδύμων)
Ενώ πολλοί εξωπλανήτες έχουν ανακαλυφθεί και επιβεβαιωθεί τις τελευταίες δύο δεκαετίες χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές, πολύ λίγοι έχουν πραγματικά απεικονιστεί απευθείας. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να επιλυθεί η αμυδρή λάμψη του ανακλώμενου φωτός ενός πλανήτη μέσα από τη λαμπρή λάμψη του αστεριού του — αλλά το GPI σχεδιάστηκε για να κάνει ακριβώς αυτό.
«Οι περισσότεροι πλανήτες που γνωρίζουμε μέχρι σήμερα είναι γνωστοί μόνο λόγω έμμεσων μεθόδων που μας λένε ότι υπάρχει ένας πλανήτης, λίγο για την τροχιά και τη μάζα του, αλλά όχι πολλά άλλα», είπε ο Bruce Macintosh του Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore , ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας που κατασκεύασε το όργανο. «Με το GPI απεικονίζουμε απευθείας πλανήτες γύρω από αστέρια – είναι λίγο σαν να μπορούμε να ανατέμνουμε το σύστημα και να βουτάμε πραγματικά στην ατμοσφαιρική σύνθεση και τα χαρακτηριστικά του πλανήτη».
Και το GPI δεν απεικονίζει απλώς μακρινούς εξωπλανήτες στο μέγεθος του Δία. τους απεικονίζειγρήγορα.
«Ακόμη και αυτές οι πρώτες εικόνες στο πρώτο φως είναι σχεδόν κατά δέκα καλύτερες από την προηγούμενη γενιά οργάνων», είπε ο Macintosh. «Σε ένα λεπτό, βλέπαμε πλανήτες που μας έπαιρνε μια ώρα για να τους εντοπίσουμε».
Παρά το μεγάλο μέγεθός του, ο Beta Pictoris b είναι ένας πολύ νεαρός πλανήτης — υπολογίζεται ότι είναι λιγότερο από 10 εκατομμύρια χρόνια (το ίδιο το αστέρι είναι μόνο περίπου 12 εκατομμύρια.) Η παρουσία του είναι απόδειξη της ικανότητας μεγάλων πλανητών να σχηματίζονται γρήγορα και σύντομα γύρω από νεοσχηματισμένα αστέρια.
Διαβάστε περισσότερα: Εξωπλανήτης επιβεβαιώνει ότι μπορούν να σχηματιστούν γρήγορα γίγαντες αερίου
«Το να βλέπουμε έναν πλανήτη κοντά σε ένα αστέρι μετά από ένα μόλις λεπτό, ήταν συγκίνηση και το είδαμε μόνο την πρώτη εβδομάδα μετά την τοποθέτηση του οργάνου στο τηλεσκόπιο!» πρόσθεσε ο Fredrik Rantakyro, ένας επιστήμονας του προσωπικού Gemini που εργάζεται στο όργανο. «Φανταστείτε τι θα είναι σε θέση να κάνει μόλις προσαρμόσουμε και ρυθμίσουμε πλήρως την απόδοσή του».
Μια άλλη από τις εικόνες πρώτου φωτός του GPI απαθανάτισε φως διασκορπισμένο από α δακτύλιος σκόνης που περιβάλλει το νεαρό αστέρι HR4796A, περίπου 237 έτη φωτός μακριά:
Εικόνες πρώτου φωτός GPI του HR4796A. (Επεξεργασία από τον Marshall Perrin, Space Telescope Science Institute.)
Η αριστερή εικόνα δείχνει το κανονικό φως, συμπεριλαμβανομένου τόσο του δακτυλίου σκόνης όσο και του υπολειπόμενου φωτός από το κεντρικό αστέρι που διασκορπίζεται από αναταράξεις στην ατμόσφαιρα της Γης. Η δεξιά εικόνα δείχνει μόνο πολωμένο φως. Το εναπομείναν αστρικό φως είναι μη πολωμένο και ως εκ τούτου αφαιρείται. Το φως από το πίσω άκρο του δίσκου (στα δεξιά του αστεριού) είναι έντονα πολωμένο καθώς αντανακλάται προς τη Γη, και έτσι φαίνεται πιο φωτεινό από το άκρο που βλέπει προς τα εμπρός.
Πιστεύεται ότι ο ανακλαστικός δακτύλιος θα μπορούσε να προέρχεται από μια ζώνη αστεροειδών ή κομητών που περιστρέφονται γύρω από το HR4796A, και πιθανώς να έχει σχήμα (ή να έχει «αποκαλυφθεί», όπως οι δακτύλιοι του Κρόνου) από πλανήτες που δεν έχουν δει ακόμη. Οι προηγμένες δυνατότητες του GPI επέτρεψαν την απεικόνιση της πλήρους περιφέρειας του δακτυλίου.
Η ομάδα ολοκλήρωσης του GPI γιορτάζει μετά τη λήψη εικόνων από το πρώτο φως (Αστεροσκοπείο Gemini)
Η επιτυχία του GPI στην απεικόνιση παλαιότερα γνωστών συστημάτων όπως το Beta Pictoris και το HR4796A μπορεί μόνο να υποδεικνύει πολλές ακόμη συναρπαστικές ανακαλύψεις εξωπλανητών που έρχονται.
«Ολόκληρη η κοινότητα των εξωπλανητών είναι ενθουσιασμένη που το GPI θα εγκαινιάσει μια εντελώς νέα εποχή εύρεσης πλανητών», λέει η φυσικός και ειδικός σε εξωπλανήτες Sara Seager του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. «Κάθε τεχνική ανίχνευσης εξωπλανητών έχει την ακμή της. Πρώτα ήταν η τεχνική της ακτινικής ταχύτητας (επίγειες αναζητήσεις πλανητών που ξεκίνησαν όλο το πεδίο). Δεύτερον, ήταν η τεχνική της διέλευσης (δηλαδή ο Κέπλερ). Τώρα, είναι η σειρά της τεχνικής εύρεσης πλανητών «άμεσης απεικόνισης» να κάνει κύματα».
Φέτος η ομάδα του GPI θα ξεκινήσει μια μεγάλης κλίμακας έρευνα, εξετάζοντας 600 νεαρά αστέρια για να δει ποιοι γιγάντιοι πλανήτες μπορεί να περιφέρονται γύρω τους.
«Κάποια μέρα, θα υπάρξει ένα όργανο που θα μοιάζει πολύ με το GPI, σε ένα τηλεσκόπιο στο διάστημα. Και οι εικόνες και τα φάσματα που θα βγουν από αυτό το όργανο θα δείξουν μια μικρή μπλε κουκκίδα που είναι μια άλλη Γη».
– Bruce Macintosh, επικεφαλής της ομάδας GPI
Οι παραπάνω παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν τον περασμένο Νοέμβριο κατά τη διάρκεια ενός «εξαιρετικά απροβλημάτιστο ντεμπούτο». Το τηλεσκόπιο Gemini South βρίσκεται κοντά στην κορυφή του Cerro Pachon στην κεντρική Χιλή, σε υψόμετρο 2.722 μέτρων.