Ia hanya blip kuning terang dalam medan biru, tetapi gambaran ini dari planet yang jauh 51 Eridani b mempunyai ahli astronomi yang kasar kerana ia adalah: gambar. Dikeluarkan minggu ini oleh Gemini Planet Imager, pandangan ini membolehkan kita menatap secara langsung di dunia seperti Jupiter muda yang kira-kira 100 tahun cahaya jauh.
Kandungan Terkait
- Dead Star Shredding Body Rocky Menawarkan Pratonton Nasib Bumi
- Ia Boleh Lihat Exoplanets Tanpa Peralatan Schmancy
- Gliese 581g, Exoplanet Pertama Dijumpai Bahawa Semestinya Dapat Menyelenggarakan Kehidupan, Tidak Sebenarnya Ada
Walaupun banyak pengumuman eksoplanet baru dan eksotik, termasuk banyak yang kononnya kelihatan seperti Bumi, kebanyakan dunia yang dijumpai di luar sistem solar kita telah dikesan hanya melalui cara tidak langsung. Apa-apa idea tentang atmosfera, permukaan dan keupayaan untuk menyokong kehidupan, kini, spekulasi yang berpendidikan.
Bruce Macintosh di Stanford University dan rakan-rakannya berharap untuk mengubah semua itu. Mereka mendesak sempadan pengambilan gambar planet dengan Gemini Planet Imager (GPI), alat yang dipasang pada tahun 2013 di Teleskop Gemini Selatan di Chile. Sebenarnya melihat cahaya dari seluruh planet membolehkan para saintis mengusik petunjuk kimia untuk komposisi dan suhunya, membantu melukis gambar dunia yang lebih jelas.
"Pengimejan langsung adalah teknik masa depan, " kata penulis bersama Sasha Hinkley, seorang ahli astronomi di University of Exeter. "Untuk mendapatkan pemahaman tentang apa yang di atmosfer seperti ini, anda memerlukan spektroskopi, dan pengimejan langsung sesuai untuk itu."
Exoplanets hari ini biasanya didapati dalam satu daripada dua cara. Apabila planet bergerak melintasi muka bintang tuan rumahnya seperti yang terlihat dari Bumi, ia mengubah bintang cahaya yang masuk sedikit-ini dipanggil transit. Secara alternatif, kaedah halaju radial mencari bintang yang goyah sedikit sebagai tindak balas terhadap tarikan planet yang mengorbit. Bukti tidak langsung sedemikian menyumbang hampir 2, 000 eksoplanet yang disahkan setakat ini.
Hanya kira-kira sedozen exoplanet yang dilihat dalam imej, dan semua ini adalah dunia gassy yang sangat besar yang jauh dari bintang mereka. Sebagai contoh, rakan planet untuk GU Piscium, yang ditemui pada tahun 2014, adalah 9 hingga 13 kali jisim Musytari dan 2, 000 kali dari bintangnya kerana Bumi adalah dari matahari, mengambil kira-kira 163, 000 tahun untuk melengkapkan orbit. Sementara itu, dunia kontroversi Fomalhaut b adalah di orbit yang sangat elips yang membawanya dari 4.5 bilion batu dari bintangnya hingga 270000000 batu.
Bintang GU Piscium dan planetnya, GU Psc b, seperti yang dilihat dalam imej gabungan menggunakan data inframerah dan kelihatan dari Teleskop Gemini Selatan dan Teleskop Kanada-Perancis-Hawaii. (The Observatory Gemini) GPI direka untuk melihat planet yang lebih kecil dan lebih dekat dengan bintang mereka. Ia menggunakan optik adaptif, di mana motors kecil mengubah permukaan cermin teleskop sehingga seribu kali sesaat. Perubahan dalam bentuk mengimbangi keburukan yang berlaku sebagai cahaya dari objek jauh melintasi atmosfer bumi, membantu menjadikan sasaran lebih kecil. Instrumen ini juga mempunyai coronagraph, alat yang menghalang cahaya bintang supaya lebih mudah melihat mana-mana planet berdekatan.
Dalam kes ini, GPI memandang bintang 51 Eridani dan dapat melihat sebuah planet yang mengorbit pada kira-kira 13 Unit Astronomi, lebih daripada dua kali jarak antara Musytari dan matahari. Suhu permukaan planet adalah kira-kira 800 darjah Fahrenheit. Ia sangat panas kerana sistem bintang hanya berusia 20 juta tahun, dan planet ini masih bersinar dengan pembentukan panas. Pasukan itu juga dapat melihat bahawa atmosfernya kebanyakannya metana, sama seperti Musytari.
Mempelajari imej dunia seperti 51 Eridani b dapat membantu menyelesaikan misteri pembentukan planet, nota Macintosh. "Pada usia 20 juta tahun, ia masih 'mengingati' proses itu, " katanya. Salah satu persoalan besar ialah sama ada planet berukuran Jupiter mengalir dengan cepat-pada skala ribuan tahun-atau jika proses yang lebih perlahan dan mantap berjuta-juta atau berpuluh-puluh juta tahun. Kerana Musytari begitu besar dan menggunakan begitu banyak jisim, memikirkan bagaimana ia menjadi dan bagaimana tipikalnya ia boleh mempengaruhi model bagaimana bentuk-bentuk planet lain.
Walaupun pencitraan langsung dapat memberikan ukuran yang besar, ia tidak baik untuk menghakimi jisim planet, dan ia tidak dapat menyelesaikan apa-apa yang lebih kecil daripada Musytari kita sendiri melainkan bintang itu agak redup dan planet ini adalah luar biasa cerah. "Ia tidak akan membawa anda planet berbatu, " kata Macintosh. "Itu untuk generasi akan datang [teleskop]."
Dalam masa yang sama, GPI dan instrumen yang berkaitan, Penyelidikan Exoplanet Sebaliknya Spectro-Polarimetrik Tinggi (SPHERE) di Teleskop Sangat Besar di Chile, menyempurnakan teknik dan mencari dunia yang lebih baru yang sedia untuk persediaan mereka.
Walaupun GPI hanya melihat inframerah, SPHERE juga akan melihat bintang-bintang berdekatan untuk mengetahui sama ada ia dapat menyelesaikan planet-planet dalam cahaya yang kelihatan, kata Julien Girard, ahli astronomi kakitangan operasi di VLT. Ia tidak akan dapat melihat Bumi lain-kemungkinan besar pekerjaan untuk teleskop angkasa-tetapi ia akan membuktikan bahawa menyelesaikan planet itu mungkin, terutama kerana teknologi masa depan mencapai kontras yang lebih baik dalam cahaya yang menjangkau pengesan teleskop, kata Girard .
Hinkley, bagaimanapun, berpendapat ada peluang yang baik bahawa sebuah teleskop generasi akan datang mungkin menjadi yang pertama untuk merakam gambar planet berbatu. "Teleskop yang sangat besar yang datang dalam talian dalam sepuluh tahun atau lebih, kelas 30 dan 40 meter, mungkin melakukannya, " katanya.
Mendapat ke tahap itu mungkin bergantung kepada penambahbaikan optik adaptif, tetapi ia juga mungkin memberi tumpuan kepada coronagraph dan meningkatkan keupayaan untuk menghalang cahaya bintang, kata Ben Montet, Ph.D. calon di Pusat Astrofizik di Harvard. "Cabaran itu tidak menyerlahkan perkara yang lemah, tetapi menyekat perkara yang cerah di sebelahnya, " katanya.
Memandangkan penambahbaikan yang diharapkan ini dalam talian, sistem bintang berdekatan seperti Tau Ceti, yang sama dengan matahari kita dan hanya 11 tahun cahaya jauh, akan menjadi calon yang baik untuk mengintip. "Ini adalah salah satu perkara pertama yang akan saya teleskop saya ke arah, " kata Hinkley.
