Lige siden Kepler rumteleskop begyndte at opdage tusinder af exoplaneter i vores galakse, astronomer har ivrigt ventet på den dag, hvor næste generations missioner er indsat. Disse inkluderer de meget forventede James Webb-rumteleskop, der planlægges at tage plads i 2019, men også de mange jordbaserede observatorier, der i øjeblikket er under opførelse.
Et af disse er Exoplanets in Transits og deres Atmospheres (ExTrA) -projekt, som er den seneste tilføjelse til ESOs La Silla-observatorium i Chile. Ved hjælp af transittmetoden vil denne facilitet være afhængig af tre 60 centimeter (23,6 in) teleskoper for at søge efter jordstørrede eksoplaneter omkring M-type (rød dværg) stjerner i Mælkevejen Galaxy. Denne uge begyndte anlægget med at indsamle sit første lys.
Transitmetoden (alias Transit Photometry) består af overvågning af stjerner for periodiske dips i lysstyrke. Disse dips er forårsaget af planeter, der passerer foran stjernen (aka. Transiterende) i forhold til observatøren. Tidligere har det været en udfordring at detektere planeter omkring stjerner af M-type ved hjælp af denne metode, da røde dværge er den mindste og svageste klasse af stjerner i det kendte univers og udsender størstedelen af deres lys i det næsten-infrarøde bånd.
Disse stjerner har imidlertid også vist sig at være skattekammer, når det kommer til klippede, jordlignende exoplaneter. I de senere år er klippeplaneter blevet opdaget omkring stjerners som Proxima Centauri og Ross 128, mens TRAPPIST-1 havde et system på syv klippeplaneter. Derudover har der været undersøgelser, der har indikeret, at potentielt beboelige, stenede planeter kunne være meget almindelige omkring røde dværgstjerner.
I modsætning til andre faciliteter er ExTrA-projektet velegnet til at gennemføre undersøgelser for planeter omkring røde dværge på grund af dets placering i udkanten af Atacama-ørkenen i Chile. Som Xavier Bonfils, projektets førende forsker, forklarede:
“La Silla blev valgt som teleskopets hjem på grund af stedets fremragende atmosfæriske forhold. Den slags lys, vi observerer - næsten-infrarød - absorberes meget let af Jordens atmosfære, så vi krævede de tørreste og mørkeste mulige forhold. La Silla er et perfekt match til vores specifikationer.”
Derudover vil ExTrA-anlægget stole på en ny tilgang, der involverer at kombinere optisk fotometri med spektroskopisk information. Dette består af dets tre teleskoper, der samler lys fra en målstjerne og fire ledsagende stjerner til sammenligning. Dette lys føres derefter gennem optiske fibre i en spektrograf med flere objekter for at analysere det i mange forskellige bølgelængder.
Denne tilgang øger niveauet for opnåelig præcision og hjælper med at afbøde den forstyrrende effekt af Jordens atmosfære såvel som muligheden for fejl introduceret af instrumenter og detektorer. Ud over målet om simpelthen at finde planeter, der transiterer foran deres røde dværgstjerner, vil ExTrA-teleskoper også undersøge planeterne, den finder for at bestemme deres sammensætning og deres atmosfære.
Kort sagt vil det hjælpe med at afgøre, om disse planeter virkelig kan være beboelige eller ej. Som Jose-Manuel Almenara, et medlem af ExTrA-teamet, forklarede:
“Med ExTrA kan vi også tage nogle grundlæggende spørgsmål om planeter i vores galakse. Vi håber at udforske, hvor fælles disse planeter er, opførslen af multi-planet systemer og de slags miljøer, der fører til deres dannelse,”
Potentialet til at søge efter ekstrasolplaneter omkring røde dværgstjerner er en enorm mulighed for astronomer. Ikke kun er de den mest almindelige stjerne i universet og tegner sig for 70% af stjernerne i vores galakse alene, de er også meget langvarige. Mens stjerner som vores sol har en levetid på ca. 10 milliarder år, er røde dværge i stand til at forblive i deres hovedsekvens i op til 10 billioner år.
Af disse grunde er der dem, der synes, at stjerner af M-type er vores bedste odds for at finde beboelige planeter i det lange løb. På samme tid er der uafklarede spørgsmål om, hvorvidt planeter, der kredser rundt om røde dværgstjerner, kan forblive beboelige længe på grund af deres variation og tendens til at blusse op. Men med ExTrA og andre næste generations instrumenter, der er i brug, kan astronomer muligvis løse disse brændende spørgsmål.
Som Bonfils spændt udtrykte det:
“Med den næste generation af teleskoper, såsom ESOs Ekstremt store teleskop, kan vi muligvis studere atmosfærerne fra exoplaneter, som ExTra har fundet for at prøve at vurdere, om disse verdener er levedygtig til at støtte livet, som vi kender det. Undersøgelsen af eksoplaneter bringer det, der engang var science fiction, ind i videnskabens verden.”
ExTrA er et fransk projekt finansieret af Det Europæiske Forskningsråd og det franske Agence National de la Recherche, og dets teleskoper vil blive fjernbetjent fra Grenoble, Frankrig. Sørg også for at nyde denne video af ExTrA, der går online, med tilladelse fra ESOcast:
