Obserwujemy niemowlęce egzoplanety

Dział:Technologie,Temat:  Nauka

Media donoszą od tygodnia, o pierwszym zdjęciu "niemowlecej" egzoplanety,jakie uzyskała grupa badawcza astronomów z Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) w Heidelbergu,pod kierunkiem dr Miriam Keppler, pracująca w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO) za pomocą teleskopu VLT (Very Large Teleskope).

Tą nowonarodzoną egzoplanetą , jest obiekt obiegający młodą gwiazdę PDS 70( pomarańczowy karzeł, w konstelacji Centaura) z okresem ponad stuletnim, o masie rzedu 0,7 masy Słońca , odległą od nas o ok. 370 lat świetlnych.Dowodem "młodości " tej gwiazdy ma być prawie kołowy dysk protoplanetarny pyłu i gazów kosmicznych( o średnicy ok. 120 AU),a nowonarodzona egzoplaneta jest widoczna w szczelinie tego dysku.

Tekst oficjalny na witrynie ESO nie mówi o zdjęciu , lecz o obrazowaniu, czyli tworzeniu obrazu "niemowlęcej"  egzoplanety przez aparaturę zwaną"Sphere"(Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) sprzężoną z VLT. 

Sphere, to dzieło 10 lat intensywnej pracy optyków, oraz elektroników kwantowych.Pracuje trzyfazowo,tworzac obraz egzoplanety.

Faza pierwsza,to oryginalny system adaptacyjnej optyki w celu skorygowania zakłócających efektów ziemskiej atmosfery.Optyka adaptacyjna dostarcza ostrych obrazów ,takich jak otrzymujemy z teleskopów pracujących w przestrzeni kosmicznej.

Wyrafinowane, odkształcalne zwierciadła kontrolowane przez komputery mogą w czasie rzeczywistym korygować zniekształcenia spowodowane turbulencją ziemskiej atmosfery .Optyka adaptacyjna wymaga dość jasnej "gwiazdy odniesienia", która musi być bardzo zbliżona do badanego obiektu.

Ta "gwiazda odniesienia", służy do pomiaru rozmycia spowodowanego przez lokalną atmosferę, tak aby odkształcalne zwierciadło mogło do niego skorygować.Wytwarza się sztuczne "gwiazdy   odniesienia", wysyłając wiązkę laserową do górnej atmosfery Ziemi. Dzięki tym laserowym "gwiazdom odniesienia",można obserwować i fotografować niebo optyką adaptacyjną.

Faza druga- to  praca koronografu.Koronograf(jak  wskazuje  nazwa) powstał  jako   przyrzad do badania zewnętrznych warstw Słońca. W systemie Sphere koronograf używany jest do blokowania światła od centralnego regionu gwiazdy , co zwiększa jeszcze bardziej kontrast obrazu.. Gdyby nie było blokowania przez koronograf silnego światła gwiazdy,  to nie dostreglibysmy słabego świecenia egzoplanety.

I wreszcie faza trzecia , zwana obrazowaniem różnicowym, która wykorzystuje różnice w polaryzacji światła od gwiazdy i planety.Swiatło gwiazdy nie jest spolaryzowane,czyli wektory pola E i pola H poprzeczne do promienia fali,drgają we dowolnych płaszczyznach,gdy światło odbite od planety ,lub od dysku gazowego, jest liniowo spolaryzowane (conajmniej częściowo),czyli drgające wektory E ,lub H leżą w jednej , określonej płaszczyźnie.

Sphere stosując specjalne strategie, oraz techniki odfiltrowania i obróbki danych obserwacyjnych,wykorzystuje te różnice między promieniami świetlnymi, aby odizolować jeden od drugiego i uzyskać bardzo ostry widok samego dysku gwiezdnego i egzoplanety .

W ten sposób, poraz pierwszy uzyskano polarymetryczną charakterystykę "niemowlęcej" egzoplanety ( oznaczonej PDS 70b) na długościach fal optycznych(widzialnych) i bliskiej podczerwieni.Charakterystyka polarymetryczna plus spektroskopowa analiza światła rozproszonego przez młodą egzoplanetę, pozwalają przedstawić ją hipotetycznie jako: planetę gazowa,kilkakrotnie wiekszą od Jowisza,o temperaturze powierzchni bliskiej 1000 stopni C. obiegającą gwiazdę w odległości ok. 3 miliardów km.( ok.22 AU) , czyli zbliżonej do odległości Urana od Słońca.

W jakim stopniu,  obrazowanie przez instrumentarium Sphere jest zdjęciem bezpośrednim obiektu/egzoplanety , będzie można ocenić i rozpoznać po  wykonaniu badań przez inne,niezależne zespoły badawcze.Dotychczasowe rezultaty badawcze grupy pracującej przy VLT + Sphere,  są niezwykle cenne.Astronomia uzyskała instrumentarium, oraz metodę obserwacji i badania ewolucji planet od momentu ich narodzin.

PS.

Nie  potrafię  wstawić/kopiować zdjęć i  grafik  na tym  portalu,mimo prób  pomocy  ze strony kolegi  blogera  Zbigwie.Na  wszystkich  innnych portalach  społecznościwych ta  kwestia  jest  maksymalnie  uproszczona( dwa  kilknięcia),niegdyś  w  salonie  24 też tak  było .Bez  grafiki (rysunków,schematów)  teksty ściśle z  fizyki  nie  mogą  być  publikowane,a zaistniałe mają niższą wartość .Czy pani Redaktor  Naczelna salonu  24  nie może  zlikwidować  tego  kłopotu?

Literatura

[1]VLT beobachtet gerade entstehenden Gasriesen.,Astronews.com/index.html