Nowy instrument do poszukiwania planet, zainstalowany na teleskopie VLT w Chile, 10 czerwca rozpoczął 100-godzinne obserwacje pobliskiej gwiazdy Alfa Centauri A oraz B, w celu uzyskania bezpośredniego obrazu egzoplanety nadającej się do zamieszkania.

Breakthrough Watch, globalny projekt astronomiczny poszukiwania planet podobnych do Ziemi wokół pobliskich gwiazd, oraz Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), czołowa międzyrządowa organizacja astronomiczna, ogłosiły 10 czerwca „pierwsze światło” nowo skonstruowanego instrumentu do poszukiwania planet, zamontowanego na należącym do ESO teleskopie VLT na pustynia Atakama w Chile.

Instrument został nazwany NEAR (Near Earths in the AlphaCen Region). Zaprojektowano go do polowania na egzoplanety w naszym sąsiednim układzie Alfa Centauri, w obszarze ekosfer jego dwóch podobnych do Słońca gwiazd, w którym woda może potencjalnie występować w stanie ciekłym. Instrument był opracowywany przez ostatnie trzy lata. Zbudowano go w ramach współpracy z University of Uppsala w Szwecji, University of Liège w Belgii, California Institute of Technology w USA oraz Kampf Telescope Optics w Monachium w Niemczech.

Od 23 maja astronomowie ESO prowadzą na teleskopie VLT 10-dniową sesję obserwacyjną w celu ustalenia obecności jednej lub więcej planet w tym układzie. Obserwacje zakończą się jutro, 11 czerwca. Jeśli w tym układzie istnieją o rozmiarach co najmniej dwukrotnie większych niż Ziemia, powinny być wykrywalne dzięki zmodernizowanemu instrumentarium. Zakres bliskiej (termicznej) podczerwieni jest istotny, gdyż odpowiada ciepłu emitowanemu przez kandydatkę na planetę i tym samym umożliwia astronomom na ustalenie czy temperatura planety pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym.

Alfa Centauri to najbliższy system gwiazdowy względem Układu Słonecznego, położony 4,37 roku świetlnego od nas (ponad 40 biliardów kilometrów). Składa się z dwóch gwiazd podobnych do Słońca: Alfa Centauri A oraz B, oraz z czerwonego karła: Proxima Centauri. Obecna wiedza na temat systemów planetarnych Alfy Centauri jest niewielka. W 2016 roku zespól korzystający z instrumentów ESO odkrył jedną planetę podobną do Ziemi, krążąco wokół Proximy Centaurii. Ale pewne informacje na temat Alfy Centauri A i B pozostają nieznane: nie jest jasne na ile stabilne są takie układy podwójne w odniesieniu do planet podobnych do Ziemi. Najbardziej obiecującym sposobem na ustalenie czy planety istniejąc wokół tego rodzaju pobliskich gwiazd, jest próba ich zaobserwowania.

Uzyskiwanie obrazów takich planet jest jednak wielkim wyzwaniem technicznym, ponieważ światło gwiazdy, które odbijają, jest miliardy razy słabsze niż docierające do nas bezpośrednio od samej gwiazdy. Dostrzeżenie małej planety blisko jej gwiazdy z odległości kilku lat świetlnych można porównać do dojrzenia ćmy okrążającej uliczną latarnię dziesiątki kilometrów od nas. Aby rozwiązać ten problem, w 2016 roku Breakthrough Watch oraz ESO rozpoczęły współpracę w celu zbudowania specjalnego instrumentu zwanego koronografem termicznej podczerwieni, zaprojektowanego do blokowania większości światła docierającego od gwiazdy i zoptymalizowanego do zarejestrowania światła podczerwonego emitowanego przez ciepłą powierzchnię planety krążącej wokół gwiazdy, zamiast niewielkiego ułamka odbijanego światła gwiazdy. Tak jak obiekty w pobliżu Słońca (zwykle ukryte w jego blasku) można dostrzec podczas całkowitego zaćmienia, koronograf tworzy rodzaj sztucznego zaćmienia obserwowanej gwiazdy, blokując jej światło i pozwalając na detekcję znacznie słabszch obiektów z otoczenia. Jest to znaczące zaawansowanie zdolności obserwacyjnych.

Koronograf zainstalowano na jednym z czterech 8-metrowych teleskopów VLT, modernizując i modyfikując istniejący instrument o nazwie VISIR, by zoptymalizować jego czułość w zakresie fal podczerwonych potencjalnie powiązanych z nadającymi się do zamieszkania egzoplanetami. Dzięki temu będzie w stanie szukać cieplnych sygnatur podobnych do sygnatury Ziemi, która absorbuje światło od Słońca i emituje w zakresie termicznej podczerwieni. NEAR modyfikuje istniejący instrument VISIR na trzy sposoby, łącząc najnowocześniejsze osiągnięci inżynierii astronomicznej. Po pierwsze, adaptuje instrument do koronografii, pozwalając mu na drastyczną redukcję światła obserwowanej gwiazdy, a tym samym ujawnić sygnatury potencjalnych planet typu ziemskiego. Po drugie, korzysta z techniki zwanej optyką adaptacyjną, aby strategicznie deformować zwierciadło wtórne teleskopu, kompensując rozmycie powodowane przez ziemską atmosferę. Po trzecie, wdraża nowatorskie strategie redukujące szum oraz potencjalnie pozwalające instrumentowi na błyskawiczne przełączanie pomiędzy obserwowanymi gwiazda – z szybkością 100 milisekund – maksymalizując dostępny czas obserwacyjny na teleskopie.

Pete Worden, Dyrektor Wykonawczy Breakthrough Initiatives, powiedział: „Jesteśmy zadowoleni ze współpracy z ESO przy projektowaniu, budowaniu, instalwaniu, a teraz użytkowaniu tego nowego, inncowacyjnego instrmentu. Jeżeli wokł Alfy Centauri A i B są planety podobne do Ziemi, będzie to wielka wiadomość dla wszystkich na naszej planecie.”

ESO jest zadowolone z wniesienia swojego doświadczenia, istniejącej infrastruktury i czasu obserwacyjnego teleskopu VLT do projektu NEAR” skomentował Robin Arsenault, kierownik projektu z ESO.

„To cenna szansa, aby jako dodatek do własnych celów naukowych, eksperyment NEAR stał się testem dla przyszłych instrumentów do łowów na planety dla nadchodzącego Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT)” powiedział Markus Kasper, główny naukowiec z ESO ds.  eksperymentu NEAR.

NEAR jest pierwszym i aktualnie jedynym projektem, który jest w stanie bezpośrednio sfotografować nadającą się do zamieszkania egzoplanetę. To oznacza ważny etap. Trzymamy kciuki – mamy nadzieję, że wokół Alfy Centauri A lub B krąży duża planeta nadająca się do zamieszkania” skomentował Olivier Guyon, kierownik naukowy z Breakthrough Watch.

„Istoty ludzkie są naturalnymi odkrywcami” powiedział Yuri Milner, założyciel Breakthrough Initiatives, „Nadszedł czas, aby dowiedzieć się co znajduje się za następną doliną. Ten teleskop pozwoli nam to dojrzeć.”

 

 

 

Źródło: ESO