ใช้กล้องโทรทรรศน์สนามหลังบ้านของพวกเขาวันนี้? ไม่มี อย่างไรก็ตามภาพของดาวเคราะห์นอกระบบสามดวงนี้ต้องการเพียง 1.5 เมตร (เส้นผ่านศูนย์กลาง; 60 นิ้ว) ของกระจกกล้องโทรทรรศน์ซึ่งไม่ใหญ่กว่าขอบเขตสนามหลังบ้านที่ใหญ่ที่สุด
ดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้โคจรรอบดาวฤกษ์ HR 8799 และถ่ายภาพโดยตรงโดยกล้องโทรทรรศน์ Keck 10 เมตร (33 ฟุต) และหอดูดาว Gemini North 8.0 เมตร (26 ฟุต) ทั้งบน Mauna Kea ในฮาวาย ; พวกเขาเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกที่ได้รับการถ่ายภาพอย่างที่รายงานโดยนิตยสารอวกาศเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2551 ภาพแรกของระบบสุริยะดาวเคราะห์หลายดวง
ดังนั้น Gene Serabyn และเพื่อนร่วมงานจึงจัดการเคล็ดลับในการถ่ายภาพด้านบนโดยใช้เพียงส่วนหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 เมตร (4.9 ฟุต) ของ Palomar 200 นิ้ว (5.1 เมตร) กระจกเงาของ Hale ที่มีชื่อเสียง
พวกเขาทำโดยทำงานในอินฟราเรดใกล้และโดยการรวมสองเทคนิค - เลนส์ปรับตัวและโคโรนา - เพื่อลดแสงจ้าจากดาวฤกษ์และเผยให้เห็นแสงสลัวของดาวเคราะห์ที่จางมาก
“ เทคนิคของเราสามารถใช้กับกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่ไปยังดาวเคราะห์ภาพที่อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกมันมากหรืออาจใช้กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดเล็กเพื่อค้นหาโลกที่คล้ายกับโลกที่อาจเป็นไปได้ใกล้ดาวฤกษ์สว่าง” Gene Serabyn กล่าว นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ JPL และเยี่ยมชมภาควิชาฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนา
ดาวเคราะห์ทั้งสามที่เรียกว่า HR8799b, c และ d นั้นเป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่คล้ายกับดาวพฤหัส แต่มีมวลมากกว่า พวกมันโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของพวกมันที่ระยะห่างระหว่างโลกของเรากับดวงอาทิตย์ประมาณ 24, 38 และ 68 เท่าตามลำดับ (ดาวพฤหัสอยู่ที่ระยะทางโลก - ดวงอาทิตย์ประมาณห้าเท่า) เป็นไปได้ว่าโลกที่เป็นหินเช่นวงกลมของโลกอยู่ใกล้กับโฮมสเตย์ของดาวเคราะห์ แต่ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันพวกเขาจะไม่สามารถมองเห็นภายใต้แสงจ้าของดาวได้
ดาวฤกษ์ HR 8799 มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราเล็กน้อยและอายุน้อยกว่ามากประมาณ 60 ล้านปีเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ของเราประมาณ 4.6 พันล้านปี มันอยู่ห่างออกไป 120 ปีแสงในกลุ่มดาวเพกาซัส ระบบดาวเคราะห์ของดาวฤกษ์นี้ยังคงทำงานอยู่โดยมีวัตถุชนกันและก่อให้เกิดฝุ่นเมื่อตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ในนาซ่า เช่นเดียวกับวงกลมอบสดใหม่จากเตาอบดาวเคราะห์ยังคงอบอุ่นจากการก่อตัวและปล่อยรังสีอินฟราเรดให้กล้องตรวจจับได้เพียงพอ
ในการถ่ายภาพดาวเคราะห์ HR 8799 ของ Serabyn และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้วิธีการที่เรียกว่า adaptive optics เพื่อลดปริมาณการเบลอของบรรยากาศหรือเพื่อกำจัด "กระพริบตา" ของดาว สำหรับการสังเกตเหล่านี้เทคนิคได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยใช้กล้องโทรทรรศน์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อแสงระยิบระยับถูกลบออกแสงจากดวงดาวเองก็ถูกบล็อกโดยใช้กราฟโครโนกราฟของทีมซึ่งเป็นเครื่องมือที่คัดเลือกดาวออกมา นวนิยาย“ vortex coronagraph” ที่คิดค้นโดยสมาชิกในทีม Dimitri Mawet ของ JPL ถูกนำมาใช้สำหรับขั้นตอนนี้ ผลสุดท้ายคือภาพที่แสดงแสงของดาวเคราะห์สามดวง
ในขณะที่มีการใช้เลนส์ปรับตัวกับกล้องมือสมัครเล่นเพียงไม่กี่คน (และเป็นกล้องที่ค่อนข้างเรียบง่าย) แต่เทคโนโลยีนี้น่าจะมีให้บริการสำหรับมือสมัครเล่นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า อย่างไรก็ตาม vortex coronagraphs อาจใช้เวลานานขึ้นเล็กน้อย
“ เคล็ดลับคือการระงับแสงดาวโดยไม่ระงับแสงของดาวเคราะห์” Serabyn กล่าว
เทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อถ่ายภาพพื้นที่ที่อยู่ห่างจากดาวฤกษ์เพียงไม่กี่วินาที นี่ใกล้เคียงกับดาวฤกษ์มากที่สุดเท่าที่จะทำได้โดย Gemini และ Keck - กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่กว่าประมาณห้าและเจ็ดเท่าตามลำดับ
การรักษากล้องโทรทรรศน์ให้เล็กนั้นมีความสำคัญสำหรับภารกิจด้านอวกาศ “ นี่เป็นเทคโนโลยีชนิดหนึ่งที่ทำให้เราสามารถจินตนาการถึงโลกอื่น ๆ ได้” เวสลีย์ทรูบหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของโครงการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบของ NASA ที่ JPL กล่าว “ เรากำลังเดินทางไปหาภาพจุดสีฟ้าจาง ๆ ในอวกาศ”
แหล่งที่มา: JPL, ธรรมชาติ, Astrophysics Journal (preprint is arXiv: 0912.2287)
