Astronomowie wiedzą, że poza Układem Słonecznym planety występują powszechne.
Jednak planety te trudno dostrzec a jeszcze trudniej badać.
Na szczęście, istnieje sprytny sposób
pozwalający na oddzielenie nikłej poświaty planety
od oślepiającego blasku jej rodzimej gwiazdy
poprzez badanie polaryzacji światła odbitego od powierzchni planety.
Ta metoda pozwoli w w przyszłości instrumentom ESO na VLT (Bardzo Duży Teleskop) w Chile
oraz E-ELT (Europejski Ekstremalnie Duży Teleskop)
dostrzec dotąd niewidzialne planety
a nawet poszukiwać śladów życia poza Układem Słonecznym.
To jest ESOcast!
Najnowsze badania naukowe oraz codzienna praca w ESO -
Europejskim Obserwatorium Południowym
Przekraczamy absolutne granice z naszym gospodarzem Dr J,
czyli Dr Joe Liske
W tym odcinku ESOcast, porozmawiamy o wyjątkowej własności światła
którą możemy wykorzystać do odkrywania planet pozasłonecznych.
Opowiemy również o potężnym nowym instrumencie który będzie badał tę cechę
łowca planet SPHERE
który zostanie zamontowany na VLT (Bardzo Duży Teleskop) na początku 2014 roku.
Światło jest falą elektromagnetyczną.
Zazwyczaj płaszczyzna zawierająca falę świetlną jest skierowana przypadkowo
jednak czasami, gdy jeden z kierunków jest wyróżniony,
mówimy, że światło jest spolaryzowane.
Kilka teleskopów ESO może mierzyć tą polaryzację
dając niezwykłe możliwości znalezienia i badania odległych obiektów,
w tym planet pozasłonecznych.
Wybierz jedną z gwiazd na niebie.
Jest szansa, że jest obiega ją kilka planet.
Jedna z nich może być nawet podobna do Ziemi.
Jednak planety te giną w jasnym blasku swojej gwiazdy,
ponieważ są ponad miliard razy słabsze.
Na szczęście, możemy wykorzystać polaryzację do wydobycia nikłego światła
planet z oślepiającej poświaty jej gwiazdy.
Jak to działa?
Zazwyczaj, światło które dociera do nas z planety jest właściwie odbitym światłem gwiazdy
rozproszonym w atmosferze planety.
Rozpraszanie powoduje polaryzację światła
podobnie jak w przypadku światła pochodzącego z niebieskiego, ziemskiego nieba.
Możemy wykryć tę polaryzacje
to znaczy, wyróżnione ułożenie się światła
spowodowane rozpraszaniem w atmosferze planety
używając najnowocześniejszych instrumentów na ogromnych teleskopach.
Taki instrument,
nazwany SPHERE,
został już zbudowany i zostanie zainstalowany na VLT w 2014 roku.
SPHERE będzie wykonywał zdjęcia egzoplanet.
Łącząc polarymetrię
z innymi metodami tłumienia przytłaczającego światła gwiazdy,
pozwoli na pochwycenie nikłego światła orbitującej planety
i jego dalsze badanie.
Głównym wymogiem jest posiadanie ogromnego teleskopu, takiego jak VLT
pozwalającego, zasadniczo
otrzymać zdjęcia na tyle ostre
aby możliwe było uchwycenie planety w pobliżu gwiazdy.
Jednak ziemska atmosfera rozmazuje obraz,
potrzebujemy więc również inteligentnego systemu optycznego - optyki adaptatywnej
aby maksymalnie zneutralizować te zaburzenia
i połączyć większość światła gwiazdy w jedną, jasną plamę.
Centrum tej jasnej plamy zostaje wycięte przez wprowadzenie przesłony
zapobiegającej tłumieniu światła pobliskiego, słabego obiektu.
Pomimo wszystkich tych sztuczek, pozostaje poświata gwiazdy-
wciąż jaśniejsza od planety której szukamy.
Jednak, ta poświata jest niespolaryzowana
podczas gdy światło planet jest zazwyczaj spolaryzowane.
Nowy instrument SPHERE
będzie w stanie wyłuskać słaby, spolaryzowany sygnał planety
z niespolaryzowanego gwiezdnego halo.
Ta sztuczka - wraz z kilkoma innymi -
pozwoli SPHERE na wykonywanie zdjęć planet pozasłonecznych wielkości Jowisza.
Nie chcemy jednak uzyskiwać zdjęć tylko dużych egzoplanet,
ale również dotrzeć do mniejszych, skalistych obiektów bliższych swoim gwiazdom.
Aby tego dokonać potrzebujemy ZNACZNIE większych teleskopów
które zbierają znacznie więcej światła i zapewniają jeszcze wyraźniejsze zdjęcia
jak 39-metrowy Europejski Ekstremalnie Duży Teleskop czyli E-ELT
Ten ogromny instrument będzie wyposażony w detektory egzoplanet nowej generacji.
Nowe instrumenty będą używały tych samych, lecz udoskonalonych technik co SPHERE.
Używając polarymetrii, oraz innych metod,
astronomowie będą w stanie sfotografować skaliste planety
w strefach sprzyjających życiu wokół innych gwiazd.
Spolaryzowany sygnał może również dostarczyć astronomom ważnych wskazówek
o istnieniu na planecie chmur i oceanów ciekłej wody.
Dla dużych planet podobnych do Jowisza
badanie światła powinno być możliwe na tyle szczegółowo
abyśmy mogli przekonać się jak te planety właściwie wyglądają.
Absolutnym celem jest znalezienie pewnego dnia oznak życia
na planetach poza Układem Słonecznym
poprzez odkrycie tlenu, lub typowych zielonych śladów wegetacji.
Oglądanie egzoplanet w świetle spolaryzowanym może okazać się kluczem
do odkrycia pierwszych oznak pozaziemskiego życia.
Dr J, żegnam z ESOcast.
Dołączcie do mnie następnym razem w kolejnej kosmicznej przygodzie.
Transkrypcja: Phillip Keane
Tłumaczenie: Aleksandra Hamanowicz