The Gemini Planet Imager is the next generation adaptive optics instrument being built for the Gemini Telescope. The goal is to image extrasolar planets orbiting nearby stars. In 2011, the GPI Exoplanet Survey team was selected to carry out an 890-hour survey campaign from 2014 to 2016 to search and characterize exoplanets around ~600 stars. Credit: Exoplanet SurveyDwa rywalizujące ze sobą zespoły astronomów próbują uzyskać bezprecedensowe obrazy olbrzymich planet obiegających odległe gwiazdy. Te odkrycia mogą wpłynąć na przyszłe metody poszukiwania planet.
Wysoko w Andach w środkowej części Chile nocne niebo jest tak ciemne, że trudno na nim rozróżnić gwiazdozbiory, bowiem są one zanurzone w rojach słabszych gwiazd. Znajomy, a jednocześnie obcy widok może wprawiać w zakłopotanie. Nie to jednak niepokoi Bruce’a Macintosha, kiedy w pewien majowy wieczór 2014 roku spogląda on na niebo. Nawet tu, 2700 m nad poziomem morza, trzeba patrzeć poprzez ocean powietrza wzburzonego przez wzmagający się wiatr. I gwiazdy mrugają trochę za bardzo.
Macintosh znalazł się tutaj w celu poszukiwania innych ziem, a mówiąc precyzyjniej – innych jowiszy. Niektórzy naukowcy uważają, że obiekty takie są konieczne dla istnienia skalistych, nadających się do zamieszkania planet ziemiopodobnych. Macintosha nie interesuje poszukiwanie planet metodami stosowanymi przez innych astronomów, którzy miesiącami, a nawet latami, wypatrują subtelnych ruchów gwiazd lub zmian jasności świadczących o obecności niewidocznego globu. On oczekuje natychmiastowej nagrody: chce mianowicie uzyskać rzeczywiste obrazy dalekich planet, zobaczyć punkty świetlne obiegające gwiazdy, ujrzeć ich gazowe twarze z odległości wielu lat świetlnych. Macintosh, astronom pracujący w Stanford University, sposób ten nazywa „bezpośrednim obrazowaniem”.
Nie tylko wiatr niepokoi Macintosha: sześćset kilometrów na północ, na innym wyschniętym chilijskim szczycie, astronom Jean-Luc Beuzit próbuje zrobić dokładnie to samo. Ten pracownik Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble we Francji jest przyjacielem Macintosha, ale i jego rywalem. Przeznaczenie i dofinansowanie przywiodły tych panów w tym samym czasie w góry, aby przeszukiwać nieboskłon w celu znalezienia planet i stwierdzić, czy nasza jest typowa, czy też niespotykanie rzadka.
W tym astronomicznym wyścigu wybór Macintosha padł na wart wiele milionów dolarów zestaw urządzeń optycznych i czujników, mający rozmiar samochodu osobowego. Nosi on nazwę Gemini Planet Imager (Projektor Planet Gemini; GPI). Jest przymocowany do olbrzymiego, ośmiometrowego zwierciadła teleskopu Gemini South – wypolerowanego dysku z posrebrzanego szkła, który zająłby jedną ósmą regulaminowego boiska do koszykówki. Macintosh i inni astronomowie wymawiają akronim instrumentu „dżi paj”. Odpowiedzią Beuzita jest jeszcze większy zestaw urządzeń o rozmiarach minivana. Jego akronim to SPHERE, od Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument (spektro-polarymetryczny instrument o wysokim kontraście do badania egzoplanet). SPHERE jest zamontowany na innym ośmiometrowym teleskopie należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego; nosi on nazwę Very Large Telescope (Bardzo Duży Teleskop). Oba projekty są rozwijane od ponad dekady, ale ich debiuty nastąpiły w odstępie zaledwie kilku miesięcy. Umieszczone na górskich szczytach, instrumenty często badają te same gwiazdy i walczą o pierwszeństwo w uzyskaniu przełomowych zdjęć odległych jowiszy.
Bezpośrednie obrazy udało się dotąd uzyskać tylko dla bardzo niewielu spośród ponad 5000 globów okrążających inne gwiazdy, które odkryto w ciągu ostatnich 20 lat. Zrobienie zdjęcia jest trudne, gdyż nawet największe, najmniej gościnne planety są bardzo ciemne i, widziane z daleka, znajdują się bardzo blisko swoich znacznie jaśniejszych słońc. Jeżeli uda się zrobić fotografię planety – nawet jeśli to tylko mała grupka pikseli – możemy się z niej wiele dowiedzieć o składzie chemicznym globu, jego klimacie i możliwości powstania tam życia. GPI i SPHERE to technologia z najwyższej półki; na razie ludzie nie zbudowali teleskopów na tyle dużych, by odseparować słabiutkie światło emitowane przez planety ziemiopodobne od przeważającego blasku ich macierzystych gwiazd. Kiedy takowe powstaną, prawie na pewno będą wykorzystywać instrumenty analogiczne do używanych w tych dwóch projektach.
W astronomii, tak jak w życiu, zobaczyć znaczy uwierzyć. Chociaż bezpośrednie obrazowanie jest piekielnie trudne, może okazać się o wiele szybszą metodą niż dominujące obecnie techniki wykrywania planet, gdyż uzyskiwanie zdjęć trwa zaledwie godziny lub dni i nie wymaga żmudnej analizy danych zbieranych przez miesiące albo lata. Dlatego właśnie nie ma przesady w stwierdzeniu, że w wyścigu o zrobienie pierwszych zdjęć odległych jowiszy liczy się każda minuta.
Źródło: „Świat Nauki"
Przeczytaj więcej: 
