Közvetlen képalkotás: A következő nagy lépés az exobolygók vadászatában

Fomalhaut bolygó b

Ez a hamis színű összetett kép nyomon követi a Fomalhaut b bolygó mozgását, a közvetlen képalkotással rögzített világot. (Kép jóváírása: NASA, ESA és P. Kalas (Kaliforniai Egyetem, Berkeley és SETI Intézet))



A bolygók vadászata más csillagok körül egyre gyorsabb. A NASA Kepler űrteleszkópja rövid élettartama alatt több mint 4600 bolygójelöltet fedezett fel. De mit hoz a jövő az exobolygók számára? Amikor a hónap elején csaknem 350 exobolygó -tudós gyűlt össze Hawaii -n, a demokratija.eu többüket is megkérdezte, mit várnak a legjobban. Sokan lelkesedést fejeztek ki a közvetlen képalkotás területén elért haladás miatt.



'Az új technika most a közvetlen képalkotás' - mondta Sara Seager, a Massachusetts Institute of Technology bolygó tudományának és fizikájának professzora a demokratija.eu -nak.

'Ez olyan, mint az exobolygók vadonatúj korszakának kezdete.' [ 10 exobolygó, amelyek idegen életet fogadhatnak ]

'Nem csak bélyeggyűjtés'



A közvetlen képalkotó módszer lényege a fényképezéshez hasonlít, akár látható, akár infravörös fényben. De egy bolygó fényképezése nem könnyű, különösen akkor, ha a szó szoros értelmében felülmúlja szülőcsillagát. A tudósoknak koronagráf néven ismert műszert kell használniuk, hogy elzárják a csillag fényét, és felfedjék az árnyékában lévő bolygó által visszavert halványabb fényt.

„Nem csak arról van szó, hogy tudja, hogy [a bolygók] ott vannak, hanem saját szemével is láthatja” - mondta Thayne Currie, a Subaru Telescope kutatási munkatársa a demokratija.eu -nak. A bolygó észlelésének egyéb módszerei közvetettek, vagyis bizonyítékot találnak a bolygó jelenlétére, de gyakran nem látják a kibocsátott fényt.

'Számomra a [közvetlen észlelés] alapvetően valami különlegeset jelent.'



Bár a tudósok a fotózás kezdete óta fotóznak csillagokat, az első közvetlen képen látható bolygót csak 2004 -ben fedezték fel. Ez a bolygó egy barna törpe körül kering, egy olyan tárgy, amelyet néha „sikertelen csillagnak” neveznek, mert soha nem lesz hatalmas elég ahhoz, hogy elkezdje az anyag olvasztását a magjában. Ennek eredményeként a barna törpék sokkal halványabbak, mint a naphoz hasonló csillagok. 2008 -ban a tudósok bejelentették a felfedezését Fomalhault b , egy bolygó, amely közvetlenül látható fényben képződik, és egy felnőtt csillag körül kering. Ugyanezen a napon egy külön csapat bejelentette a HD 8799 csillag sikeres képét az infravörös sugárzáson - de egy világ helyett ez a csillag négyel büszkélkedhet .

Azóta a közvetlen képalkotás ugrásszerűen növekszik a tudósok szerint, akikkel beszéltünk.

Currie szerint a közvetlen képalkotás egyik legnagyobb előnye a módszerrel feltárható információmennyiség.



- Ez nem csak bélyeggyűjtés. Kivételesen részletesen tanulmányozhatjuk ezeket a tárgyakat ” - mondta. - Valójában többet tudunk ezekről a bolygókról, mint száz évvel ezelőtt a Jupiterről.

A közvetlen képalkotás lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy megértsék a bolygó pályáját, légkörének összetételét és felhők valószínűségét. A technika segítségével víz, metán és szén -dioxid is kimutatható.

- Megdöbbentő a rengeteg információ - mondta Currie.

Művész

A Föld ikertestvérének keresése

Amikor a Kepler űrtávcső bolygókat keresett, azt használták, amit a tudósok tranzit módszernek neveznek. Amint egy bolygó elhalad a Nap és a Föld között, a csillagból áradó fény kissé elhalványul. A tudósok mérhetik ezt a tompítást, hogy meghatározzák a bolygó sugarát. Ugyanazon bolygó több menetének megfigyelése után kiszámíthatják a pályáját is. Más műszerekkel végzett nyomonkövetési megfigyelések a bolygó légkörére vonatkozó információkat is felfedhetnek.

De az űrtávcső csak a Föld és csillaguk között haladó bolygókra korlátozódik. A más szögekből keringő világok előzetes értesítés nélkül elhaladhatnak. A közvetlen képalkotás viszont nem igényel ideális felállást. A bolygók bármilyen pályán, bármilyen irányból leképezhetők.

'Még akkor is, ha minden egyes napsugárzású csillagnak van egy Földje, sokukat át kell égetnie, hogy tranzitérzékelést kapjon' - mondta Currie. 'Ha meg tudja képzelni a rendszert, és minden egyes napsugárzású csillagnak van Földje, akkor csak egyet kell átégetnie.'

Míg a tranzit megfigyelések közeli bolygókat vizsgálnak, a közvetlen képalkotás bizonyos távolságot igényel, köszönhetően a csillagfény elzárásának. Ennek eredményeként jobban alkalmas a csillaguktól távolabbi bolygók tanulmányozására. A nagyobb bolygókat könnyebb elfogni, de Currie bizakodó, hogy a technológia folyamatos fejlesztése hamarosan felismeri a kisebb világokat. A mai, közvetlenül képben lévő exobolygók felnagyított Jupiterek, de azt mondta, hogy a közeljövőben a fiatal Jupiternek láthatónak kell lennie.

A következő évtizedben három földi távcső jelenik meg online, amelyek Currie szerint forradalmasítani fogják a közvetlen képalkotást. Az Rendkívül nagy európai teleszkóp A tervek szerint 2024-ben láthatja az első fényt. A harminc méteres teleszkópnak is bizonyítania kell egy képes bolygóvadászt, bár a műszerrel kapcsolatos haladás az engedélyezési problémák miatt felfüggesztésre került. Végül Currie elmondta, hogy van esély arra, hogy a Chilében épülő Giant Magellán Teleszkóp képes lesz sziklás világokat észlelni, amikor 2025 -ben megjelenik az interneten.

A NASA űralapú Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) drámaian javítja a közvetlenül leképezett exobolygók vadászatát, amikor a 2020-as évek közepén elindul. A műszert úgy tervezték, hogy képes legyen észlelni azokat a világokat, amelyek olyan messze vannak a csillaguktól, mint a Föld a naptól. Nem valószínű, hogy ezek a világok sziklásak lesznek - mondta Currie. Ez azonban nem esik a lehetőségek körébe, ha minden a vártnál jobban működik.

„Ha nagyon szerencsések vagyunk - nagyon szerencsések -, akkor valóban a WFIRST segítségével fel tudunk fedezni egy földi ikreket” - mondta.

Négy bolygó a HD 8799 rendszerben, közvetlenül az infravörös képen.

Négy bolygó a HD 8799 rendszerben, közvetlenül az infravörös képen.(Kép jóváírása: NRC-HIA, C. Marois és Keck Observatory)

Az élet felderítése

A földi ikrek keresése mellett a közvetlen képalkotás segíthet a tudósoknak a potenciálisan lakható világok megtalálásában.

Elisa Quintana, a SETI Intézet és a NASA Ames Kutatóközpont Kepler kutatója szerint a közvetlen képalkotás nemcsak a bolygó légkörét, hanem a lehetséges biomarkereket is felfedheti. Még a Naprendszeren túli életet is felfedheti.

- Három módon tudhatjuk meg, hogy van -e más élet - mondta.

Az első az, hogy mesterségeset keresünk az égen rádiójelek . A második a mikrobiális élet vadászata a Naprendszerben, olyan helyeken, mint a Mars vagy a Jupiter és a Szaturnusz jeges holdjai. A harmadik módszer pedig a közvetlen képalkotás.

Quintana szerint a közvetlen képalkotás lehet az első alkalom felismerni az élet valamilyen formáját . '

'Nagyon is megtörténhet életünk során' - mondta.

Kövesse Nola Taylor Redd -t a Twitteren @NolaTRedd vagy Google+ . Kövess minket @Spacedotcom , Facebook vagy Google+ . Eredetileg közzétéve demokratija.eu .