Verdens nyeste og mest kraftfulde exoplanet-billeddannelsesinstrument, den nyligt installerede Gemini Planet Imager (GPI) på det 8 meter store Gemini-teleskop, har taget sit første lys infrarøde billede af en exoplanet: Beta Pictoris b, der kredser om stjernen Beta Pictoris, den anden lyseste stjerne i den sydlige konstellation Pictor. Planeten er temmelig åbenlyst på billedet ovenfor som en lys klump af pixels lige nederst til højre for stjernen i midten (som er fysisk dækket af en lille uigennemsigtig disk for at blokere blænding.) Men den klynge af pixels er virkelig en fjern planeten 63 lysår væk og flere gange mere massiv - såvel som 60% større - end Jupiter!
Og dette er kun begyndelsen.
Mens mange eksoplaneter er blevet opdaget og bekræftet i løbet af de sidste par årtier ved hjælp af forskellige teknikker, er meget få faktisk blevet direkte afbildet. Det er ekstremt vanskeligt at løse den svage glød fra en planet reflekteret lys inden for den stjerne, der er genialt blænding - men GPI var designet til at gøre netop det.
”De fleste planeter, som vi kender til hidtil, er kun kendt på grund af indirekte metoder, der fortæller os, at en planet er der, lidt om dens bane og masse, men ikke meget andet,” sagde Bruce Macintosh fra Lawrence Livermore National Laboratory, der ledede holdet, der byggede instrumentet. "Med GPI forestiller vi direkte planeter omkring stjerner - det er lidt som at være i stand til at dissekere systemet og virkelig dykke ned i planetens atmosfæriske makeup og egenskaber."
Og GPI tegner ikke kun exoplaneter i fjerne Jupiter-størrelse; det viser dem hurtigt.
”Selv disse tidlige førstelysbilleder er næsten en faktor på ti bedre end den foregående generation af instrumenter,” sagde Macintosh. ”På et minut så vi planeter, der plejede at tage os en time at opdage.”
På trods af sin store størrelse er Beta Pictoris b en meget ung planet - anslået til at være mindre end 10 millioner år gammel (selve stjernen er kun ca. 12 millioner.) Dens tilstedeværelse er et bevis på, at store planeter kan dannes hurtigt og hurtigt omkring nydannede stjerner.
Læs mere: Exoplanet bekræfter, at gasgiganter hurtigt kan dannes
”At se en planet tæt på en stjerne efter kun et minut var en spændende oplevelse, og vi så dette kun den første uge efter, at instrumentet blev sat på teleskopet!” tilføjede Fredrik Rantakyro, en forsker fra Gemini-ansatte, der arbejder på instrumentet. "Forestil dig, hvad det vil være i stand til at gøre, når vi finjusterer og fuldstændigt justerer dens præstation."
Et andet af GPIs førstelysbilleder fanget lys spredt af en ring af støv, der omgiver den unge stjerne HR4796A, omkring 237 lysår væk:
Billedet til venstre viser normalt lys, herunder både støvringen og det resterende lys fra den centrale stjerne spredt af turbulens i Jordens atmosfære. Det rigtige billede viser kun polariseret lys. Restbelysning er ikke-polariseret og fjernes derfor. Lyset fra bagkanten af disken (til højre for stjernen) er stærkt polariseret, når det reflekteres mod Jorden, og det ser således lysere ud end den fremadrettede kant.
Det antages, at den reflekterende ring kunne være fra et bælte af asteroider eller kometer, der kredser rundt om HR4796A, og muligvis formet (eller "hyrdet", som Saturns ringe) af hidtil usete planeter. GPIs avancerede muligheder gjorde det muligt at afbilde ringens fulde omkreds.
GPIs succes i billeddannelse af tidligere kendte systemer som Beta Pictoris og HR4796A kan kun indikere mange flere spændende exoplanetopdagelser, der kommer.
”Hele eksoplanetsamfundet er begejstret for, at GPI kan indlede en helt ny æra med planetfinding,” siger fysiker og eksoplanet-ekspert Sara Seager fra Massachusetts Institute of Technology. ”Hver eksoplanetdetektionsteknik har sin storhedstid. Først var det radialhastighedsteknikken (jordbaseret planet søgninger, der startede hele feltet). For det andet var det transitteknikken (nemlig Kepler). Nu er det den 'direkte billeddannelse' planetfindingsteknik, der bliver til at skabe bølger. ”
I år starter GPI-teamet en storstilet undersøgelse, der ser på 600 unge stjerner for at se, hvilke kæmpe planeter der kredser om dem.
”En dag vil der være et instrument, der ligner GPI, på et teleskop i rummet. Og de billeder og spektre, der kommer ud af det instrument, vil vise en lille blå prik, der er en anden jord. ”
- Bruce Macintosh, GPI-teamleder
Bemærkningerne ovenfor blev foretaget i november sidste år under en "ekstremt problemfri debut." Gemini South-teleskopet ligger nær toppen af Cerro Pachon i det centrale Chile, i en højde af 2.722 meter.
Kilde: Gemini Observatory pressemeddelelse
