Verdens nyeste og kraftigste avbildningsinstrument for exoplanett, det nylig installerte Gemini Planet Imager (GPI) på det 8 meter store Gemini South-teleskopet, har tatt sitt første lysinfrarøde bilde av en eksoplanett: Beta Pictoris b, som går i bane rundt stjernen Beta Pictoris, den nest lyseste stjernen i den sørlige stjernebildet Pictor. Planeten er ganske åpenbar på bildet over som en lys klump av piksler like til høyre for stjernen i midten (som er fysisk dekket av en liten ugjennomsiktig disk for å blokkere gjenskinn.) Men den klyngen av piksler er virkelig en fjern planeten 63 lysår unna og flere ganger mer massiv - så vel som 60% større - enn Jupiter!
Og dette er bare begynnelsen.
Mens mange eksoplaneter er blitt oppdaget og bekreftet i løpet av de siste tiårene ved bruk av forskjellige teknikker, har veldig få faktisk blitt direkte avbildet. Det er ekstremt vanskelig å løse den svake gløden fra en planetens reflekterte lys fra den stjerneens strålende gjenskinn - men GPI var designet for å gjøre nettopp det.
"De fleste planeter som vi vet om til dags dato, er bare kjent på grunn av indirekte metoder som forteller oss at en planet er der, litt om dens bane og masse, men ikke mye annet," sa Bruce Macintosh fra Lawrence Livermore National Laboratory, som ledet teamet som bygde instrumentet. "Med GPI skildrer vi direkte planeter rundt stjerner - det er litt som å kunne dissekere systemet og virkelig dykke ned i planetens atmosfæriske sminke og egenskaper."
Og GPI avbilder ikke bare fjerne exoplaneter i Jupiter-størrelse; det avbilder dem raskt.
"Til og med disse tidlige førstlyset-bildene er nesten en faktor ti bedre enn den forrige generasjonen instrumenter," sa Macintosh. "I løpet av ett minutt så vi planeter som pleide å ta oss en time å oppdage."
Til tross for sin store størrelse, er Beta Pictoris b en veldig ung planet - anslått til å være mindre enn 10 millioner år gammel (selve stjernen er bare rundt 12 millioner.) Tilstedeværelsen er et vitnesbyrd om store planeteres evne til å danne raskt og snart rundt nydannede stjerner.
Les mer: Exoplanet bekrefter at gassgiganter kan dannes raskt
"Å se en planet nær en stjerne etter bare ett minutt, var en spenning, og vi så dette bare den første uken etter at instrumentet ble satt på teleskopet!" la Fredrik Rantakyro til, en forsker fra Gemini-staben som jobber med instrumentet. "Tenk deg hva det vil være i stand til å gjøre når vi finjusterer og fullstendig justerer ytelsen."
Et annet av GPIs første lysbilder fanget lys spredt av en ring av støv som omgir den unge stjernen HR4796A, omtrent 237 lysår unna:
Bildet til venstre viser normalt lys, inkludert både støvringen og restlyset fra den sentrale stjernen spredt av turbulens i jordens atmosfære. Det høyre bildet viser bare polarisert lys. Stjernelys som er igjen er upolarisert og dermed fjernet. Lyset fra bakkanten på disken (til høyre for stjernen) er sterkt polarisert når det reflekteres mot Jorden, og dermed virker det lysere enn den fremovervendte kanten.
Det antas at den reflekterende ringen kan være fra et belte av asteroider eller kometer som går i bane rundt HR4796A, og muligens formet (eller "hyrdete", som ringene til Saturn) av ennå usagte planeter. GPIs avanserte evner tillot å avbilde hele ringens omkrets.
GPIs suksess med å avbilde tidligere kjente systemer som Beta Pictoris og HR4796A kan bare indikere mange flere spennende eksoplanettoppdagelser som kommer.
"Hele eksoplanetsamfunnet er glade for at GPI kan innlede en helt ny epoke med planetfunn," sier fysiker og eksoplanetekspert Sara Seager ved Massachusetts Institute of Technology. “Hver eksoplanettdeteksjonsteknikk har sin storhetstid. Først var det radialhastighetsteknikken (bakkebaserte planetsøk som startet hele feltet). For det andre var det transitteknikken (nemlig Kepler). Nå er det den 'direkte avbildning' planetfunnsteknikkens tur til å lage bølger. »
I år starter GPI-teamet en storstilt undersøkelse, og ser på 600 unge stjerner for å se hvilke gigantiske planeter som kan komme i bane rundt dem.
"En dag vil det være et instrument som vil se mye ut som GPI, på et teleskop i verdensrommet. Og bildene og spektraene som kommer ut av det instrumentet, vil vise en liten blå prikk som er en annen jord. "
- Bruce Macintosh, GPI-teamleder
Observasjonene ovenfor ble gjennomført i november i fjor under en "ekstremt problemfri debut." Gemini South-teleskopet ligger nær toppen av Cerro Pachon i det sentrale Chile, i en høyde av 2.722 meter.
Kilde: Gemini Observatory pressemelding
