Å se direkte på stjerner er en dårlig måte å finne planeter som går i bane rundt fjerne soler, men ved å bruke en ny teknikk kan forskere nå sile stjernelyset for å finne nye eksoplaneter millioner ganger svakere enn foreldrene.
"Vi er blendet av dette stjernelyset," sier Ben R. Oppenheimer, en kurator i American Museum of Natural Historys Department of Astrophysics og hovedetterforsker for Project 1640. "Når vi faktisk kan se disse eksoplanetene, kan vi bestemme fargene de sender ut , de kjemiske sammensetningene av atmosfæren deres, og til og med de fysiske egenskapene til overflatene deres. Til syvende og sist kan direkte målinger, når de blir utført fra verdensrommet, brukes til å bedre forstå jordas opprinnelse og for å se etter tegn på liv i andre verdener. ”
Ved hjelp av indirekte deteksjonsmetoder har astronomer funnet hundrevis av planeter som går i bane rundt andre stjerner. Lysstjernene avgir imidlertid titalls millioner til milliarder ganger lysere enn lyset reflektert av planeter.
Project 1640 er et avansert bildesystem for teleskoper som består av verdens mest avanserte adaptive optiske system, instrumenter og programvare. Prosjektet opererer ved 200-tommers Hale-teleskop ved Californias Palomar-observatorium. Ingeniører ved American Museum of Natural History, California Institute of Technology, og NASAs Jet Propulsion Laboratory arbeidet mer enn seks år med å utvikle det nye systemet.
Jordens atmosfære skader kaos med stjernelys. Oppvarming og avkjøling av atmosfæren gir turbulens som skaper en blinkende effekt på det punktlignende lyset fra en stjerne. Optikk i et teleskop varper også lys. Instrumentene som utgjør Project 1640 manipulerer stjernelys ved å deformere et speil mer enn 7 millioner ganger i sekundet for å motvirke det blinkende. Dette gir et krystallklart infrarødt bilde av stjernen med en presisjon mindre enn ett nanometer; omtrent 100 ganger mindre enn en typisk bakterie.
"Imaging planeter direkte er ekstremt utfordrende," sa Charles Beichman, administrerende direktør for NASA ExoPlanet Science Institute ved California Institute of Technology. "Se for deg å prøve å se en ildflue som hvirvler rundt et søkelys mer enn tusen mil unna."
Et avsnitt, bygget av American Museum of Natural History, demper optisk stjernen og etterlater andre himmelobjekter i synsfeltet. Andre instrumenter er med på å skape en "kunstig formørkelse" inne i Project 1640. Bare omtrent en halv prosent av det originale lyset er igjen i form av en flekkete bakgrunn. Disse flekkene kan fremdeles være hundrevis av ganger lysere enn de svake planetene. Instrumentene styrer lyset fra flekkene for å dempe lysstyrken ytterligere. Det instrumentet skaper er et mørkt hull der stjernen hadde vært mens han forlot lyset reflektert fra planeter. Koordinering av systemet er ekstremt viktig, sier forskerne. Selv den minste lyslekkasjen ville drukne ut det utrolig svake lyset fra planeter som kretser rundt en stjerne.
For nå fokuserer Project 1640, verdens mest avanserte og høyeste kontrastbilde-system, på lyse stjerner relativt nær Jorden; omtrent 200 lysår unna. Deres tre år lange undersøkelse inkluderer planer om å avbilde hundrevis av unge stjerner. Planetene de kan finne vil sannsynligvis være veldig store, Jupiter-store kropper.
"Jo mer vi lærer om dem, jo mer innser vi hvor enormt forskjellige planetariske systemer kan være fra våre egne," sa Jet Propulsion Laboratory-astronom Gautam Vasisht. ”Alle indikasjoner peker på et enormt mangfold av planetariske systemer, langt utover det som ble forestilt for bare 10 år siden. Vi er på grensen til et utrolig rikt nytt felt. ”
Les mer om Project 1640: http://research.amnh.org/astrophysics/research/project1640
Bildetekst: To bilder av HD 157728, en nærliggende stjerne som er 1,5 ganger større enn solen. Stjernen er sentrert i begge bildene, og lyset har for det meste blitt fjernet av det adaptive optikksystemet. Det gjenværende stjernelyset etterlater en flekkete bakgrunn som svakere gjenstander ikke kan sees mot. På venstre side ble bildet laget uten den ultra-presise stjernelysskontrollen som Project 1640 er i stand til. På høyre side var bølgefrontsensoren aktiv, og et mørkere firkantet hull dannet i den gjenværende stjernelysen, slik at gjenstander opp til 10 millioner ganger ble svakere enn stjernen å se. Bilder ble tatt 14. juni 2012 med Project 1640 på Palomar Observatory sitt 200-tommers Hale-teleskop. (Med tillatelse av prosjekt 1640)
