เครื่องมือถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบที่ใหม่และทรงพลังที่สุดในโลกคือ Gemini Planet Imager (GPI) ที่เพิ่งติดตั้งเมื่อเร็ว ๆ นี้บนกล้องโทรทรรศน์ Gemini South ขนาด 8 เมตรได้บันทึกภาพอินฟราเรดแสงแรกของดาวเคราะห์นอกระบบ: Beta Pictoris b ซึ่งโคจรรอบดาวเบต้า Pictoris ดาวฤกษ์ที่สว่างเป็นอันดับสองในกลุ่มดาวพิคเตอร์ภาคใต้ ดาวเคราะห์นั้นค่อนข้างชัดเจนในภาพด้านบนในขณะที่กลุ่มพิกเซลสว่างไปทางขวาล่างของดาวกลาง (ซึ่งถูกปกคลุมด้วยแผ่นดิสก์ทึบแสงขนาดเล็กเพื่อป้องกันแสงจ้า) แต่กลุ่มพิกเซลนั้นอยู่ไกลมาก ดาวเคราะห์ 63 ปีแสงและมวลมากกว่า - เท่าใหญ่กว่า 60 เท่า - มากกว่าดาวพฤหัส!
และนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น
ในขณะที่ดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากได้รับการค้นพบและยืนยันในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาโดยใช้เทคนิคที่หลากหลาย แต่มีเพียงไม่กี่คนที่ได้รับการถ่ายภาพโดยตรง มันยากมากที่จะแก้ไขการสะท้อนแสงของดวงดาวที่เบาบางจากภายในแสงจ้าของดาวฤกษ์ - แต่ GPI นั้นออกแบบมาเพื่อทำสิ่งนั้น
“ ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่เรารู้เกี่ยวกับวันที่เป็นที่รู้จักกันเพียงเพราะวิธีการทางอ้อมที่บอกเราดาวเคราะห์มีบิตเกี่ยวกับวงโคจรและมวลของมัน แต่ไม่มากอื่น ๆ ” บรูซ Macintosh จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ลิเวอร์มอร์ ทีมที่สร้างเครื่องดนตรี “ ด้วย GPI เราสามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์รอบดวงดาวได้โดยตรงเช่นมันสามารถผ่าระบบและดำดิ่งลงสู่การแต่งหน้าและคุณลักษณะในชั้นบรรยากาศของโลกได้”
และ GPI ไม่ได้เป็นแค่ภาพดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าดาวพฤหัส มันภาพพวกเขา อย่างรวดเร็ว.
“ แม้แต่ภาพแสงแรกในช่วงต้นเหล่านี้ก็ยังดีกว่าเครื่องดนตรีรุ่นเก่าถึงสิบเท่า” Macintosh กล่าว ” ในหนึ่งนาทีเราเห็นดาวเคราะห์ที่เคยใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงในการตรวจจับ”
แม้จะมีขนาดใหญ่ แต่ Beta Pictoris b เป็นดาวเคราะห์อายุน้อยมาก - มีอายุน้อยกว่า 10 ล้านปี (ดาวฤกษ์มีอายุเพียง 12 ล้านเท่านั้น) การมีอยู่ของมันเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความสามารถของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและในไม่ช้า รอบดาวฤกษ์ที่เพิ่งสร้างใหม่
อ่านเพิ่มเติม: ดาวเคราะห์นอกระบบยืนยันก๊าซยักษ์สามารถฟอร์มได้อย่างรวดเร็ว
“ การได้เห็นดาวเคราะห์ใกล้กับดาวดวงหนึ่งหลังจากนั้นเพียงหนึ่งนาทีก็เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นและเราเห็นสิ่งนี้ในสัปดาห์แรกหลังจากที่วางเครื่องมือบนกล้องโทรทรรศน์!” เพิ่ม Fredrik Rantakyro นักวิทยาศาสตร์เจ้าหน้าที่ของ Gemini ที่ทำงานเกี่ยวกับเครื่องมือ “ ลองจินตนาการว่ามันจะสามารถทำอะไรได้บ้างเมื่อเราปรับแต่งและปรับประสิทธิภาพของมันให้สมบูรณ์”
ภาพแสงแรกของ GPI อีกดวงหนึ่งถูกจับแสงที่กระจัดกระจายไปด้วยวงแหวนฝุ่นที่ล้อมรอบดาวฤกษ์อายุน้อย HR4796A ซึ่งอยู่ห่างออกไป 237 ปีแสง:
ภาพด้านซ้ายแสดงให้เห็นถึงแสงปกติรวมทั้งวงแหวนฝุ่นและแสงที่เหลือจากดาวกลางที่กระจัดกระจายจากความวุ่นวายในชั้นบรรยากาศของโลก ภาพด้านขวาแสดงเฉพาะแสงโพลาไรซ์ แสงดาวที่เหลือจะไม่ถูกขั้วและถูกลบออกไป แสงจากขอบด้านหลังของดิสก์ (ทางด้านขวาของดาว) นั้นมีความเป็นขั้วอย่างมากเมื่อมันสะท้อนไปยังโลกดังนั้นจึงมีความสว่างมากกว่าขอบที่หันไปทางด้านหน้า
คิดว่าวงแหวนสะท้อนแสงอาจมาจากแถบดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางที่โคจรรอบ HR4796A และอาจมีรูปร่าง (หรือ“ ต้อน” เหมือนวงแหวนของดาวเสาร์) โดยดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็น ความสามารถขั้นสูงของ GPI ทำให้สามารถถ่ายภาพวงแหวนได้อย่างเต็มที่
ความสำเร็จของ GPI ในการถ่ายภาพระบบที่รู้จักกันก่อนหน้านี้เช่น Beta Pictoris และ HR4796A สามารถบ่งบอกถึงการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่น่าตื่นเต้นอีกมากมาย
“ ชุมชนดาวเคราะห์นอกระบบทั้งหมดตื่นเต้นสำหรับ GPI ที่จะนำไปสู่ยุคใหม่แห่งการค้นพบดาวเคราะห์” Sara Seager ผู้เชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์และดาวเคราะห์นอกระบบของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าว “ เทคนิคการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบแต่ละอันมีความรุ่งเรือง อย่างแรกก็คือเทคนิคความเร็วเรเดียล (การค้นหาดาวเคราะห์บนพื้นดินที่เริ่มต้นทั้งสนาม) ประการที่สองคือเทคนิคการขนส่ง (คือเคปเลอร์) ตอนนี้เป็นเทคนิคการค้นพบดาวเคราะห์โดยตรงที่สร้างคลื่น
ในปีนี้ทีม GPI จะเริ่มการสำรวจขนาดใหญ่โดยมองหาดาวอายุน้อย 600 ดวงเพื่อดูว่าดาวเคราะห์ยักษ์ดวงใดที่โคจรรอบพวกมัน
“ บางวันจะมีเครื่องมือที่ดูเหมือน GPI บนกล้องโทรทรรศน์ในอวกาศ และภาพและสเป็คตรัมที่จะออกมาจากเครื่องมือนั้นจะแสดงจุดสีน้ำเงินเล็ก ๆ นั่นคือโลกอื่น”
- Bruce Macintosh หัวหน้าทีม GPI
ข้อสังเกตข้างต้นได้ดำเนินการเมื่อเดือนพฤศจิกายนในช่วง“ การเปิดตัวที่ปราศจากปัญหาอย่างมาก” กล้องโทรทรรศน์ราศีเมถุนใต้ตั้งอยู่ใกล้ยอดสูงสุดของ Cerro Pachon ในภาคกลางของชิลีที่ระดับความสูง 2,722 เมตร
ที่มา: ข่าวประชาสัมพันธ์ Gemini Observatory
