At se direkte på stjerner er en dårlig måde at finde planeter, der kredser rundt i fjerne solskin, men ved hjælp af en ny teknik kan forskere nu sile stjernelyset for at finde nye eksoplaneter, millioner af gange svagere end deres forældre.
”Vi er blændede for denne stjernelys,” siger Ben R. Oppenheimer, en kurator i det amerikanske naturhistoriske museums afdeling for astrofysik og hovedundersøger for projekt 1640. ”Når vi faktisk kan se disse eksoplaneter, kan vi bestemme de farver, de udsender , de kemiske sammensætninger af deres atmosfære og endda de fysiske egenskaber på deres overflader. I sidste ende kan direkte målinger, når de udføres fra rummet, bruges til bedre at forstå Jordens oprindelse og til at se efter tegn på liv i andre verdener. ”
Ved hjælp af indirekte detektionsmetoder har astronomer fundet hundreder af planeter, der kredser om andre stjerner. Lysstjernerne udsender imidlertid titusenvis af millioner til milliarder gange lysere end det lys, der reflekteres af planeter.
Project 1640 er et avanceret billedbehandlingssystem, der består af verdens mest avancerede adaptive optiksystem, instrumenter og software. Projektet fungerer ved det 200 tommer Hale-teleskop ved Californiens Palomar-observatorium. Ingeniører ved American Museum of Natural History, California Institute of Technology og NASAs Jet Propulsion Laboratory arbejdede i mere end seks år med at udvikle det nye system.
Jordens atmosfære skaber ødelæggelse med stjernelys. Opvarmning og afkøling af atmosfæren frembringer turbulens, der skaber en blinkende effekt på det punktlignende lys fra en stjerne. Optik i et teleskop varper også lys. Instrumenterne, der udgør Project 1640, manipulerer stjernelys ved at deformere et spejl mere end 7 millioner gange i sekundet for at modvirke det blinkende. Dette producerer et krystalklar infrarødt billede af stjernen med en præcision, der er mindre end et nanometer; omkring 100 gange mindre end en typisk bakterie.
"Imaging planeter direkte er yderst udfordrende," sagde Charles Beichman, administrerende direktør for NASA ExoPlanet Science Institute ved Californien Institut for Teknologi. ”Forestil dig at prøve at se en ildflue hvirvle rundt i en lyskaster mere end tusind miles væk.”
Et afsnit, der er bygget af American Museum of Natural History, dæmper optisk stjernen og efterlader andre himmelobjekter i synsfeltet. Andre instrumenter er med til at skabe en "kunstig formørkelse" inde i projekt 1640. Kun omkring en halv procent af det oprindelige lys forbliver i form af en plettet baggrund. Disse pletter kan stadig være hundreder af gange lysere end de svage planeter. Instrumenterne styrer lyset fra pletterne for yderligere at dæmpe deres lysstyrke. Hvad instrumentet skaber, er et mørkt hul, hvor stjernen havde været, mens det efterlod lyset reflekteret fra alle planeter. Koordinering af systemet er ekstremt vigtigt, siger forskerne. Selv den mindste lys lækage ville drukne det utroligt svage lys fra planeter, der kredser om en stjerne.
For nu fokuserer Project 1640, verdens mest avancerede og højeste kontrastafbildningssystem, på lyse stjerner relativt tæt på Jorden; omkring 200 lysår væk. Deres tre-årige undersøgelse inkluderer planer om at forestille hundreder af unge stjerner. De planeter, de muligvis finder, vil sandsynligvis være meget store kroppe i Jupiter-størrelse.
”Jo mere vi lærer om dem, desto mere er vi klar over, hvor vidt forskellige planetariske systemer kan være fra vores egne,” sagde Jet Propulsion Laboratory astronom Gautam Vasisht. ”Alle indikationer peger på en enorm mangfoldighed af planetariske systemer, langt ud over hvad man forestillede sig for bare 10 år siden. Vi er på randen af et utroligt rigt nyt felt. ”
Læs mere om Project 1640: http://research.amnh.org/astrophysics/research/project1640
Billedtekst: To billeder af HD 157728, en nærliggende stjerne 1,5 gange større end solen. Stjernen er centreret i begge billeder, og dens lys er for det meste blevet fjernet af det adaptive optiksystem og koronagraf. Det resterende stjernelys efterlader en plettet baggrund, mod hvilke svagere genstande ikke kan ses. Til venstre blev billedet lavet uden den ultrapræcise stjernelyskontrol, som Project 1640 er i stand til. Til højre var bølgefrontsensoren aktiv, og et mørkere firkantet hul blev dannet i den resterende stjernelys, så objekter op til 10 millioner gange var svagere end stjernen kunne ses. Billeder blev taget den 14. juni 2012 med Project 1640 på Palomar Observatory's 200 tommer Hale-teleskop. (Tilladelse af projekt 1640)
