Når løpet ramper opp for å finne jordlignende planeter rundt andre stjerner, er lasere et levedyktig alternativ.
Det ifølge forskere ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts, som har laget en “astro-comb”, et slags kalibreringsverktøy basert på bølgelengder av lys, for å plukke opp små variasjoner i en stjerners bevegelse forårsaket av bane planeter.
I de fleste tilfeller kan ikke ekstrasolære planeter sees direkte - gjenskinnet til den nærliggende stjernen er for stor - men deres innflytelse kan sees gjennom spektroskopi, som analyserer energispekteret til lyset som kommer fra stjernen. Ikke bare avslører spektroskopi identiteten til atomene i stjernen (hvert element avgir lys med en viss karakteristisk frekvens), det kan også fortelle forskere hvor raskt stjernen beveger seg bort eller mot Jorden, takket være Doppler-effekten, som oppstår når som helst en kilde til bølger er i seg selv i bevegelse. Ved å registrere endringen i frekvensen av bølgene som kommer fra eller spretter av en gjenstand, kan forskere utlede gjenstandens hastighet.
Selv om planeten kanskje veier millioner ganger mindre enn stjernen, vil stjernen bli rykket rundt en liten mengde på grunn av tyngdekraftsinteraksjonen mellom stjerne og planet. Denne rykkende bevegelsen får stjernen til å bevege seg litt mot jorden eller bort fra jorden på en måte som avhenger av planetens masse og dens nærhet til stjernen. Jo bedre spektroskopi som brukes i hele denne prosessen, jo bedre vil identifiseringen av planeten i utgangspunktet og desto bedre blir bestemmelsen av planetariske egenskaper.
Akkurat nå kan standard spektroskopiteknikker bestemme stjernebevegelser til i løpet av få meter per sekund. I tester er Harvard-forskerne nå i stand til å beregne stjerners hastighetsforskyvninger på mindre enn 1 m (3,28 fot) per sekund, slik at de kan kartlegge planetens plassering mer nøyaktig.
Smithsonian-forsker David Phillips sier at han og kollegene forventer å oppnå enda høyere hastighetsoppløsning, som når de brukes på aktivitetene til store teleskoper som for tiden er under bygging, ville åpne for nye muligheter innen astronomi og astrofysikk, inkludert enklere deteksjon av mer jordlignende planeter .
Med denne nye tilnærmingen oppnår Harvard-astronomene sin store forbedring ved å bruke en frekvenskam som grunnlag for astro-kammen. Et spesielt lasersystem brukes til å avgi lys ikke med en eneste energi, men en serie energier (eller frekvenser), jevnt fordelt over et bredt verdiområde. Et plott av disse smalt innesperrede energikomponentene vil se ut som tennene til en kam, derav navnet frekvens kam. Energien til disse kamlignende laserpulsene er kjent så godt at de kan brukes til å kalibrere energien til lys som kommer inn fra den fjerne stjernen. Faktisk skjerper frekvenskamtilnærmingen spektroskopiprosessen. Den resulterende astro-kammen bør muliggjøre en ytterligere utvidelse av ekstrasolar planetarisk deteksjon.
Astro-comb-metoden er prøvd ut på et mellomstort teleskop i Arizona og vil snart bli installert på det mye større William Herschel-teleskopet, som ligger på en fjelltopp på Kanariøyene.
Foreløpige resultater fra den nye teknikken ble publisert i utgaven av 3. april 2008 Natur. Harvard-gruppen vil presentere de siste funnene på 2009 Conference on Lasers and Electro Optics / International Quantum Electronics Conference, 31. mai til 5. juni i Baltimore.
Kilde: Eurekalert
