Οι αστρονόμοι ανιχνεύουν το φως των αστεριών που αντανακλάται από έναν εξωηλιακό πλανήτη
Για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι εντόπισαν ορατό αστρικό φως που αντανακλάται από έναν πλανήτη που περιστρέφεται γύρω από ένα μακρινό αστέρι. Το τηλεσκόπιο που χρησιμοποιήθηκε στην ανακάλυψη ήταν πολύ μικρό για να πει στους επιστήμονες πολλά νέα για τον πλανήτη που ανακαλύφθηκε προηγουμένως. Αλλά οι αστρονόμοι λένε ότι η νέα τεχνική χρησιμοποίησε υπόσχεται να αποκαλύψει πολύ περισσότερα όταν συνδυαστεί με καλύτερους φασματογράφους και μεγαλύτερα τηλεσκόπια που βρίσκονται τώρα στα σκαριά. «Ο απώτερος στόχος είναι να χαρακτηρίσουμε έναν πλανήτη σαν τη Γη», λέει ο επικεφαλής της ομάδας Jorge Martins του Ινστιτούτου Αστροφυσικής και Διαστημικών Επιστημών στο Πόρτο της Πορτογαλίας.
Είναι πλέον σχεδόν αδύνατο να δούμε απευθείας εξωπλανήτες, καθώς χάνονται στη λάμψη των μητρικών αστεριών τους. Οι αστρονόμοι έχουν συγκεντρώσει ορισμένες πληροφορίες σχετικά με τις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών παρατηρώντας πώς η ατμόσφαιρα απορροφά το φως των αστεριών όταν η τροχιά ενός εξωπλανήτη το μεταφέρει μεταξύ του άστρου και της Γης.
Η ομάδα του Πόρτο χρησιμοποίησε μια διαφορετική μέθοδο για να μελετήσει έναν γνωστό εξωπλανήτη, τον 51 Pegasi b, ο οποίος πριν από 20 χρόνια ήταν ο πρώτος εξωπλανήτης που βρέθηκε σε τροχιά γύρω από ένα κανονικό αστέρι. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα όργανο που ονομάζεται High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) που συνδέεται με ένα τηλεσκόπιο 3,6 μέτρων που λειτουργεί από το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO) στη La Silla στη Χιλή. Η HARPS είναι ένας από τους πιο επιτυχημένους κυνηγούς πλανητών της αστρονομίας. Λειτουργεί εξετάζοντας τα αστέρια για ταλαντεύσεις που προκαλούνται από το τράβηγμα της βαρύτητας ενός εξωπλανήτη σε τροχιά. Έτσι έχει βρεθεί ο 51 Pegasi b—γνωστός ως «καυτός Δίας» λόγω του μεγέθους του και της εγγύτητάς του με το άστρο του—και εκατοντάδες άλλοι εξωπλανήτες.
Για να εντοπίσουν τη ταλάντωση, οι ερευνητές που χρησιμοποιούν όργανα όπως το HARPS δημιουργούν ένα φάσμα αναφοράς για το αστέρι - πόσο έντονα λάμπει σε κάθε μήκος κύματος - σαν να βρίσκεται σε ηρεμία. Χρησιμοποιώντας αυτήν την αναφορά, κοιτάζουν στη συνέχεια να δουν αν το παρατηρούμενο φάσμα μετατοπίζεται με την πάροδο του χρόνου. Εάν το παρατηρούμενο φάσμα μετατοπιστεί λίγο προς το κόκκινο άκρο, σημαίνει ότι το αστέρι απομακρύνεται - εκτείνοντας το φως του σε μεγαλύτερα μήκη κύματος. Μια μετατόπιση προς το μπλε άκρο σημαίνει ότι το αστέρι κινείται πιο κοντά—συγκεντρώνοντας το φως του σε μικρότερα μήκη κύματος. Οι επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις αποκαλύπτουν το μέγεθος και την περίοδο της ταλάντωσης και από αυτό οι αστρονόμοι μπορούν να συναγάγουν ορισμένα χαρακτηριστικά του πλανήτη που την προκαλεί—χωρίς να «βλέπουν» πραγματικά τον ίδιο τον πλανήτη.
Η ομάδα του Πόρτο πήρε το φάσμα αναφοράς της για το αστέρι 51 Pegasi και το συνέκρινε με νέες, πολύ ευαίσθητες παρατηρήσεις. Εκτός από το πρώτο σύνολο μετατοπίσεων που προκλήθηκαν από την ταλάντωση του άστρου, βρήκαν ένα δεύτερο σετ μετατοπίσεων, πολύ πιο αχνές και με υψηλότερες μετατοπίσεις στο κόκκινο και μπλε. Αυτά είναι από το φως των αστεριών που, αντί να ταξιδέψει κατευθείαν από το αστέρι στη Γη, αντανακλάται πρώτα από τον πλανήτη 51 Pegasi b. Έχει μεγαλύτερες μετατοπίσεις επειδή ο εξωπλανήτης στην τροχιά του ταξιδεύει πολύ πιο γρήγορα από ό,τι ταλαντεύεται το μητρικό του αστέρι.
Οι παρατηρήσεις της ομάδας—δημοσιεύτηκαν στο διαδίκτυο σήμερα στο Astronomy &Astrophysics — Προσδιορίστε τη μάζα του Pegasi b 51 (η μισή από αυτή του Δία) και την κλίση της τροχιάς του (9° σε σχέση με τη Γη) με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ. Έδωσαν επίσης τη δυνατότητα στους ερευνητές να εκτιμήσουν την ανακλαστικότητα του πλανήτη, ή αλλιώς albedo. Μια πιο λεπτομερής γνώση του albedo θα παρείχε πληροφορίες σχετικά με την πιθανή νεφοκάλυψη στον πλανήτη ή τη φύση της επιφάνειάς του.
Τέτοιες ανακαλύψεις θα πρέπει να περιμένουν έως ότου η ομάδα βρει χρόνο στο Very Large Telescope (VLT) της ESO—μια μπαταρία τεσσάρων τηλεσκοπίων 8,2 μέτρων, επίσης στη Χιλή. Περαιτέρω βελτιώσεις θα ακολουθήσουν όταν ένας νέος φασματογράφος που ονομάζεται ESPRESSO εγκατασταθεί στο VLT το 2016 και όταν ολοκληρωθεί το Ευρωπαϊκό εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο 39 μέτρων (E-ELT) της ESO το 2024. «Με το E-ELT ελπίζουμε να μπορέσουμε να χαρακτηρίσουμε ένα Εξωπλανήτης που μοιάζει με τη Γη», λέει ο Martins.
«Είμαι πολύ χαρούμενος που κατάφεραν να παράσχουν ανεξάρτητα στοιχεία για αυτόν τον πλανήτη και να καταγράψουν τη μάζα του», λέει ο Didier Queloz από το Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο, συναρχηγός της ομάδας που ανακάλυψε αρχικά τον πλανήτη. 51 Το Πήγασι είναι, λέει, «εμβληματικό αστέρι».
Η Sara Seager του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης στο Κέιμπριτζ συμφωνεί:"Φανταστικό να ακούς μια έκδοση της κυριολεκτικά πρωτότυπης τεχνικής για φασματοσκοπική ανίχνευση ατμόσφαιρας εξωπλανητών επιτεύχθηκε επιτέλους, αλλά με μια [σχετικά αδύναμη] ανίχνευση, απαιτείται περισσότερη δουλειά."
