2010.04.15. - Nem csak óri­ás­te­lesz­kóp­pal le­het ex­o­boly­gót fény­ké­pez­ni

A NA­SA JPL ku­ta­tói az 1,5 mé­te­res­re szű­kí­tett pa­lomar-he­gyi te­lesz­kóp­pal is le tud­ták fény­ké­pez­ni a HR 8799 je­lű csil­lag há­rom boly­gó­ját, ami más­fél év­vel ez­előtt csak 8 mé­ter fe­let­ti táv­csö­vek­kel si­ke­rült.

A HR 8799 ka­ta­ló­gus­je­lű csil­lag há­rom boly­gó­ját elő­ször a ha­waii Ma­u­na Kea csú­cson üze­me­lő 10 mé­te­res Keck és 8 mé­te­res Észa­ki Ge­mi­ni te­lesz­kó­pok­kal si­ke­rült az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban le­fény­ké­pez­ni, az ered­mény­ről szó­ló hír­adá­sok 2008 no­vem­be­ré­ben lát­tak nap­vi­lá­got. Az ex­o­boly­gók di­rekt fény­ké­pe­zé­sé­hez a nagy te­lesz­kópát­mé­rőn kí­vül egy­részt egy olyan tech­ni­ka kell, ami le­he­tő­vé te­szi a de­tek­tá­lan­dó boly­gó fé­nyé­nél akár mil­li­ó­szor is erő­sebb gaz­da­csil­lag za­va­ró su­gár­zá­sá­nak ki­ta­ka­rá­sát egy ko­ro­na­g­ráf ne­vű be­ren­de­zés se­gít­sé­gé­vel, más­részt meg­fe­le­lő szá­mí­tó­gé­pes al­go­rit­mu­sok is szük­sé­ge­sek a boly­gók lát­ha­tó­vá té­te­lé­hez. De még így is csak ak­kor van re­mény, ha a boly­gó elég tá­vol van csil­la­gá­tól, leg­alább tíz­szer ak­ko­ra szög­tá­vol­ság­ra, mint amit a hasz­nált te­lesz­kóp az adott hul­lám­hosszon el­mé­le­ti­leg fel tud bon­ta­ni.

Mind­há­rom boly­gó a Ju­pi­ter­hez ha­son­ló gáz­óri­ás, de an­nál jó­val na­gyobb tö­me­gű­ek. Tá­vol­sá­guk gaz­da­csil­la­guk­tól rend­re 24, 38 és 68 csil­la­gá­sza­ti egy­ség. El­kép­zel­he­tő, hogy a rend­szer­ben a csil­lag­hoz kö­ze­lebb Föld­höz ha­son­ló kő­zet­boly­gók is ke­rin­ge­nek, de ezek je­len­leg még biz­to­san nem ki­mu­tat­ha­tók. Ma­ga a HR 8799 a Nap­nál ki­csit na­gyobb tö­me­gű, vi­szont sok­kal fi­a­ta­labb ná­la, ko­ra mind­össze 60 mil­lió év kö­rü­li. Tá­vol­sá­ga 120 fény­év és a Pe­ga­sus csil­lag­kép­ben fi­gyel­he­tő meg. A fi­a­tal boly­gó­rend­szer még ak­tív, a ki­sebb tes­tek gya­ko­ri üt­kö­zé­sei kö­vet­kez­té­ben sok por ke­let­ke­zik a rend­szer­ben, amit a Spi­tzer űr­te­lesz­kóp mé­ré­sei is iga­zol­nak. A há­rom boly­gó még for­ró és ezért ele­gen­dő inf­ra­vö­rös su­gár­zást bo­csá­ta­nak ki ah­hoz, hogy de­tek­tál­ni le­hes­sen őket.

A HR 8799 há­rom boly­gó­ja az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban az új fel­vé­te­len. A ki­ta­kart csil­lag po­zí­ci­ó­ját és mé­re­tét a kép kö­ze­pén a ke­reszt, il­let­ve a kör jel­zi. A "b" je­lű boly­gó mel­let­ti "x" an­nak 2008-as po­zí­ci­ó­ját mu­tat­ja.
[NA­SA/JPL-Cal­tech/Pa­lomar Ob­ser­va­to­ry]

Most Ge­ne Se­rabyn­nak (NA­SA Jet Pro­pol­si­on La­bo­ra­to­ry) és mun­ka­tár­sa­i­nak szin­tén si­ke­rült le­fény­ké­pez­ni a há­rom boly­gót az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban, de eh­hez a pa­lomar-he­gyi 5 mé­te­res te­lesz­kóp tük­ré­nek mind­össze egy 1,5 mé­te­res át­mé­rő­jű ré­szét hasz­nál­ták csak. A bra­vúr el­éré­sé­hez a ko­ráb­ban em­lí­tett ko­ro­na­g­ráf-tech­ni­kán kí­vül a te­lesz­kóp adap­tív op­ti­kai rend­sze­rét is be kel­lett vet­ni­ük. Az el­já­rás so­rán elő­ször az adap­tív op­ti­ka se­gít­sé­gé­vel a le­he­tő leg­ki­sebb­re re­du­kál­ták a csil­lag ké­pé­nek át­mé­rő­jét, majd ez­után al­kal­maz­ták a Dimi­t­ri Ma­wet (JPL) ál­tal fej­lesz­tett ko­ro­na­g­rá­fot a HR 8799 fé­nyé­nek ki­ta­ka­rá­sá­ra, így si­ke­rült azt tel­je­sen ki­szűr­ni a boly­gók­tól szár­ma­zó su­gár­zás szám­mot­te­vő csök­ke­né­se nél­kül. A mód­szer se­gít­sé­gé­vel kis te­lesz­kópát­mé­rő ese­tén is le­he­tő­ség nyí­lik a csil­la­guk­hoz ugyan­olyan kö­zel ke­rin­gő boly­gók di­rekt de­tek­tá­lá­sá­ra, mint az 5-7-szer na­gyobb óri­ás­te­lesz­kó­po­kat hasz­nál­va. Meg­for­dít­va: a mai leg­na­gyobb föl­di táv­csö­vek­kel ez­zel a mód­szer­rel a csil­la­guk­hoz a HR 8799 boly­gó­i­nál jó­val kö­ze­lebb ke­rin­gő pla­né­ták is jó eséllyel le­fény­ké­pez­he­tők.

A San Di­e­go-tól észak­ra fek­vő Pa­lomar-he­gyen mű­kö­dő Hale te­lesz­kóp. A há­rom boly­gó de­tek­tá­lá­sá­hoz a táv­cső 5 mé­te­res tük­ré­nek csak egy 1,5 mé­ter át­mé­rő­jű ré­szét hasz­nál­ták. Az ered­mény jól jel­zi a ki­sebb mé­re­tű táv­csö­vek al­kal­maz­ha­tó­sá­gát ex­o­boly­gók di­rekt fény­ké­pe­zés­re.
[Cal­tech/Pa­lomar Ob­ser­va­to­ry]

An­nak, hogy a tech­no­ló­gia ré­vén vi­szony­lag kis­mé­re­tű táv­csö­vek­kel is van re­mény ex­o­boly­gók di­rekt de­tek­tá­lá­sá­ra, óri­á­si je­len­tő­sé­ge van az ezt cél­zó űr­misszi­ók szem­pont­já­ból, hi­szen ezek­nél a fel­jut­tat­ha­tó te­lesz­kóp mé­re­te erő­sen kor­lá­to­zott.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Na­tu­re ma­ga­zin 2010. áp­ri­lis 15-i szá­má­ban je­lent meg.

For­rás:

• NA­SA News 2010.04.14.
• Na­tu­re 464, 1018-1020 (15 Ap­ril 2010)