Это просто ярко-желтая вспышка в пятнистом голубом поле, но на этой картине обширной планеты 51 Эридани б гудят астрономы, потому что это просто картинка. Этот снимок, выпущенный на этой неделе компанией Imaging Planet Gemini, позволяет нам смотреть прямо на молодой мир, похожий на Юпитер, на расстоянии около 100 световых лет.
Связанный контент
- Мертвая Звезда, Измельчающая Каменистое Тело Предлагает Предварительный просмотр Судьбы Земли
- Можно увидеть экзопланеты без оборудования Schmancy
- Gliese 581g, первая найденная экзопланета, которая, возможно, была способна принять жизнь, на самом деле не существует
Несмотря на бесчисленные объявления о новых и экзотических экзопланетах, в том числе о многих, которые предположительно очень похожи на Землю, подавляющее большинство миров, обнаруженных за пределами нашей солнечной системы, были обнаружены только косвенными способами. Любые идеи об их атмосфере, поверхностях и способности поддерживать жизнь пока являются спекуляцией.
Брюс Макинтош из Стэнфордского университета и его коллеги надеются изменить все это. Они расширяют границы съемки планет с помощью Gemini Planet Imager (GPI), инструмента, установленного в 2013 году на телескопе Gemini South в Чили. На самом деле видение света от всей планеты позволяет ученым выявить химические признаки ее состава и температуры, помогая составить более четкую картину инопланетного мира.
«Прямая визуализация - это техника будущего», - говорит соавтор исследования Саша Хинкли, астроном из Университета Эксетера. «Чтобы понять, на что похожи эти атмосферы, вам нужна спектроскопия, и для этого подходит прямое изображение».
Экзопланеты сегодня обычно можно найти одним из двух способов. Когда планета движется по поверхности своей звезды-хозяина, как видно с Земли, она слегка меняет входящий звездный свет - это называется транзитом. Альтернативно, метод лучевой скорости ищет звезду, которая слегка колеблется в ответ на притяжение орбитальной планеты. Такие косвенные доказательства составляют большинство из почти 2000 подтвержденных экзопланет, найденных до сих пор.
Только около дюжины экзопланет были замечены в изображениях, и все это очень большие газообразные миры, которые далеки от своих звезд. Например, планетный спутник ГУ Piscium, открытый в 2014 году, в 9-13 раз больше массы Юпитера и в 2000 раз дальше от его звезды, чем Земля от Солнца, для завершения орбиты требуется около 163 000 лет. Между тем, противоречивый мир Fomalhaut b находится на чрезвычайно эллиптической орбите, которая поднимается с 4, 5 миллиардов миль от звезды до огромных 27 миллиардов миль.
Звезда GU Piscium и ее планета, GU Psc b, как видно на комбинированном изображении с использованием инфракрасных и видимых данных с телескопа Gemini South и телескопа Канада-Франция-Гавайи. (Обсерватория Близнецов) GPI был разработан, чтобы видеть планеты, которые меньше и ближе к своим звездам. Он использует адаптивную оптику, в которой крошечные моторы изменяют поверхность зеркала телескопа до тысячи раз в секунду. Изменения в форме компенсируют размытие, которое происходит, когда свет от удаленных объектов проходит через атмосферу Земли, помогая ей обнаружить более мелкие цели. Инструмент также имеет коронограф, устройство, которое блокирует свет звезды, чтобы было легче видеть любые близлежащие планеты.
В этом случае GPI посмотрел на звезду 51 Эридани и смог увидеть планету, вращающуюся около 13 астрономических единиц, более чем вдвое больше расстояния между Юпитером и нашим Солнцем. Температура поверхности планеты составляет около 800 градусов по Фаренгейту. Это так жарко, потому что звездной системе всего 20 миллионов лет, и планета все еще светится теплом формирования. Команда также смогла увидеть, что ее атмосфера в основном метановая, как и у Юпитера.
Изучение образов мира, подобного 51 Эридани б, может помочь разгадать тайны формирования планет, отмечает Макинтош. «В 20 миллионов лет он все еще« помнит »процесс, - говорит он. Один большой вопрос заключается в том, быстро ли аккрецируются планеты размером с Юпитер - в масштабах тысяч лет - или это более медленный и устойчивый процесс, состоящий из миллионов или десятков миллионов лет. Поскольку Юпитер настолько велик и потребляет так много массы, выяснение того, как оно возникло и насколько оно типично, может повлиять на модели формирования планет других типов.
Хотя прямое изображение может дать представление о размере, оно не так хорошо для оценки массы планеты, и оно еще не может разрешить ничего гораздо меньшего, чем наш собственный Юпитер, если звезда не является относительно тусклой, а планета необычайно яркой. «Это не даст вам каменистых планет», - говорит Макинтош. «Это для следующего поколения [телескопов]».
Тем временем, GPI и связанный с ним инструмент, Спектрополяриметрическое высококонтрастное исследование экзопланет (SPHERE) на Очень Большом Телескопе в Чили, совершенствуют технику и ищут новые миры, готовые для их крупных планов.
По словам Жюльена Жирара, астронома оперативного отдела VLT, в то время как GPI видит только в инфракрасном диапазоне, СФЕРА также будет смотреть на ближайшие звезды, чтобы выяснить, сможет ли он разрешить планеты в видимом свете. Он не сможет увидеть другую Землю - это, скорее всего, работа для космического телескопа, - но это докажет, что разрешение таких планет возможно, особенно когда будущие технологии достигнут лучшего контраста в свете, достигающем детекторов телескопов, говорит Жирар,
Хинкли, однако, считает, что есть хороший шанс, что телескоп следующего поколения на земле может первым сделать снимок каменистой планеты. «Это могут сделать очень большие телескопы, которые появятся через десять лет или около того, 30- и 40-метровый класс», - говорит он.
Достижение этой стадии может зависеть от улучшений в адаптивной оптике, но это также может означать, что необходимо сосредоточиться на коронографе и улучшить способность блокировать свет звезды, говорит доктор философии Бен Монтет. кандидат в Центр астрофизики при Гарварде. «Задача состоит не в том, чтобы представить себе слабую вещь, а в том, чтобы закрыть яркую вещь рядом с ней», - говорит он.
Когда эти ожидаемые улучшения появятся в сети, близлежащая звездная система, такая как Тау Кита, которая похожа на наше Солнце и находится всего в 11 световых годах, будет хорошим кандидатом для того, чтобы взглянуть. «Это одна из первых вещей, к которой я бы повернул свой телескоп», - говорит Хинкли.
