Самый передовой инструмент для непосредственной визуализации и анализа далеких планет – Gemini Planet Imager (GPI), построенный для телескопа Gemini в Чили – предоставил свои первые снимки.
После почти десяти лет планирования, строительства и тестирования, самые передовой в мире инструмент непосредственной визуализации и анализа планет, вращающихся вокруг других звезд, смог увидеть свет далеких миров.
“Даже эти первые “сырые” образы почти в 10 раз лучше, чем от предыдущих поколений инструментов. За одну минуту мы увидели планеты, которые раньше требовали час на свое обнаружение”, – сказал Брюс Макинтош из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) в Калифорнии.
В последние десять лет Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса возглавляла команду, работающую над созданием Gemini Planet Imager (GPI), который будет использоваться для получения изображений высокой контрастности, чтобы лучше изучить тусклые планеты или пыльные диски рядом с яркими звездами. Астрономы, в том числе из LLNL, сделали прямые снимки горстки экзопланет путем адаптации астрономические камер. GPI является первым полностью оптимизированным визуализатором планет, разработанным с нуля. Он находится на одном из самых больших телескопов в мире, на 8-метровом Южном Телескопе Gimini в Чили.
Зондирование среды далеких звезд в поисках планет потребовало развития высоко контрастных систем адаптивной оптики следующего поколения, в которых Ливермор является лидером.
Брюс Макинтош отметил, что получение прямого изображения планет является сложной задачей, потому что планеты, такие как Юпитер, в миллиард раз тускнее, чем их родительские звезды. “Обнаружение одних из самых молодых и ярких планет едва ли не предел досягаемости современных адаптивных оптических систем”, – сказал он. “Для того, чтобы увидеть другие солнечные системы, нам нужны новые инструменты.”
И эти новые инструменты установлены в GPI, в самой передовой системе адаптивной оптики в мире. Командой инженеров также была разработана одна из самых сложных систем для компенсации турбулентности в атмосфере Земли – постоянная проблема для наземных телескопов. Эта система обнаруживает турбулентность и корректирует ее с помощью 2-сантиметрового квадратного деформируемого зеркала с 4000 приводов. Данное деформируемое зеркало изготовлено из кремния и напоминает микросхемы, а не большие отражающие зеркала, используемые в других системах адаптивной оптики. Это позволяет GPI быть компактным и стабильным. Новое зеркало корректирует атмосферные искажения, регулируя свою форму 1000 раз в секунду с точностью в 1 нанометр. Теперь астрономы GPI могут непосредственно получать изображения экзопланет, яркость которых от 1 млн. до 10 млн. раз слабее, чем у их родительских звезд.
Прибор был запущен 11 ноября 2013 года. Для получения своих первых наблюдений GPI был направлен на ранее известные планетарные системы – четыре планеты в системе HR8799 на систему Бета Живописца. GPI получил первый в мире спектр молодой планеты Бета Живописца Б.
Команда также применила уникальный режим поляризации прибора – настройку на свет звезд рассеянный мельчайшими частицами – в целях изучения кольца пыли на орбите молодой звезды HR4796. Предыдущие инструменты могли увидеть только края этого кольца пыли, которые могут быть обломками, оставшимися после формирования планеты. GPI может исследовать всю окружность кольца.
Визуализация экзопланет будет очень хорошим дополнением к другим открытиям, например, осуществленным с помощью миссии “Кеплер”. “Кеплер” чрезвычайно чувствителен к малым планетам, близким к их родительской звезде, и фокусируется на зрелых звездах. GPI обнаруживает инфракрасное излучение от молодых Юпитероподобных объектов на более удаленных орбитах, которые эквивалентны планетам-гигантам в нашей солнечной системе.
GPI представляет собой важный шаг на пути к пониманию того, как планетные системы формируются и развиваются”, – сказал Дмитрий Савранский из Корнельского университета в Итаке, штат Нью-Йорк. “В то время как обширные обследования, например в миссии “Кеплер”, выявили множество планет, которые существуют в нашей галактике, GPI позволит нам изучить несколько десятков планет в мельчайших деталях.”