Karanlık enstrümanlar yıldızları engelleyebilir ve yıldızlardan 100 milyon kat daha koyu olacak gezegenleri gösterebilir.
Geçtiğimiz birkaç on yılda, güneş sisteminin dışındaki gezegen arayışları binlerce aday yıldız buldu. Bunların çoğu gaz devleridir ve boyutları süper Jüpiter'den Neptün boyutundaki gezegenlere kadar değişir. Bununla birlikte, bazıları da "karasal gezegenler" olarak kabul edilir, bu da onların kendi bölgelerinde kayalar ve yörüngeler oldukları anlamına gelir. Ne yazık ki, gökbilimciler bu gezegenleri doğrudan inceleyemedikleri için yüzeylerindeki koşulları belirlemek zordur. Neyse ki, Santa Barbara'daki California Üniversitesi'nde fizikçi olan Benjamin Mazin liderliğindeki uluslararası bir ekip, "Darkness" adlı yeni bir enstrüman geliştirdi.
Uluslararası bir araştırma ekibi tarafından geliştirilen yeni karanlık kamera, gökbilimcilerin yakınlardaki dış gezegenleri doğrudan incelemelerine olanak tanıyacak. Resim: Stanford / SRL
Bu süper iletken kamera, dünyadaki en büyük ve en karmaşık olanıdır ve gökbilimcilerin yakındaki yıldızların etrafındaki gezegenleri tespit etmesine olanak sağlar. Araştırma ekibinin çalışması, geçtiğimiz günlerde Pacific Astronomical Society'nin bir yayınında yayınlanan "Darkness: Microwave Dynamic Inductive Detector Integrating Field Spectrometer for High Contrast Astronomy" adlı cihazını ayrıntılı olarak açıklıyor. Araştırma ekibi, Kaliforniya Üniversitesi, San Francisco'da deneysel fizik profesörü olan Benjamin Mazin tarafından yönetiliyor ve NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı, California Teknoloji Enstitüsü, Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve birçok üniversitenin üyelerini içeriyor.
Aslında, bilim adamlarının yıldızların müdahalesi nedeniyle doğrudan dış gezegenleri incelemesi zordur. Mazin'in son UCSB basın toplantısında açıkladığı gibi: Bir dış gezegenin fotoğrafını çekmek son derece zordur çünkü yıldız gezegenden çok daha parlaktır ve gezegen yıldıza çok yakındır. Bu nedenle, gökbilimciler genellikle bileşimini belirlemek için gezegenin atmosferine yansıyan ışığı analiz edemezler. Bu araştırmalar, bir gezegenin yaşanabilirliğe uygun olup olmadığını daha da sınırlandırmaya yardımcı olacaktır.
Karanlık enstrüman dünyanın en gelişmiş kamerasıdır, en yakın yıldızın etrafındaki gezegenleri tespit edebilir. Resim: UCSB
Şu anda bilim adamları, bir gezegenin yaşamı boyutuna, kütlesine ve mesafesine göre devam ettirip ettiremeyeceğine karar vermek zorunda. Ek olarak, atmosferin hidrojeni uzaya nasıl kaybettiğine bağlı olarak gezegenin yüzeyinde suyun olup olmadığını belirlemek için araştırmalar yapıldı. Kızılötesi enerji çözen süper iletken spektrofotometre (aka) yakınında karanlık nokta. Dark), ilk 10.000 piksel entegre alan spektrografı, bunu düzeltmeye çalışıyor.
Büyük teleskopları ve uyarlanabilir optikleri birleştirerek, uzak yıldızlardan gelen ışığı hızlı bir şekilde ölçmek için mikrodalga ile çalışan endüktif dedektörler kullanır ve ardından sinyali saniyede 2000 kez yeni bir şekil oluşturabilen bir lastik aynaya geri gönderir. MKID'ler, gökbilimcilerin, gezegenleri dağınık veya kırılmış ışıktan ayırt ederken önemli olan enerjiyi ve tek tek fotonların geliş zamanını belirlemelerine olanak tanır. Bu işlem ayrıca, diğer cihazlardaki ana hata kaynakları olan okuma gürültüsünü ve karanlık akımı ortadan kaldırır ve yıldız ışığını bastırarak atmosferik bozulmaları ortadan kaldırır.
UCSB fizikçisi Ben Mazin, karanlık kameranın geliştirilmesine öncülük etti. Resim: Sonia Fernandez
Ma Jin ve meslektaşları yıllardır MKID teknolojisini araştırıyorlar ve UCSB'nin Fizik Bölümünün bir parçası olan Mazda Labs'ı geçtiler. Mazin şöyle açıkladı: Bu teknoloji, daha zayıf gezegenleri tespit edebilmemiz için kontrastı azaltacak. Kontrastımızı 10-8'e yaklaştırarak yıldızlardan 100 milyon kat daha zayıf gezegenleri görmemizi sağlayacak olan foton gürültüsünün sınırına yaklaşmayı umuyoruz. Bu kontrast seviyelerinde, yepyeni bir gezegen alanı keşfi açan bazı gezegenlerin yansıyan ışığını görebilirsiniz. Gerçekten heyecan verici olan şey, bunun yeni nesil teleskopların teknoloji öncüsü olması.
Darkness şu anda, PALM-3000 aşırı adaptif optik sisteminin ve yıldız ikili koronagrafının bir parçası olan, California, San Diego yakınlarındaki Palomar Gözlemevinde 200 inçlik Hale teleskopu üzerinde çalışıyor. Geçen bir buçuk yılda ekip, kontrastını test etmek ve düzgün çalıştığından emin olmak için karanlık bir kamerayla dört test yaptı.
Bu yılın Mayıs ayında ekip, yakındaki gezegenler hakkında daha fazla veri toplamak ve ilerlemelerini göstermek için geri dönecek. Her şey yolunda giderse, Darkness, son yıllarda birçok kayalık gezegenin keşfedildiği yakındaki m-tipi (kırmızı cüce) gezegenleri görüntülemek için birçok kamera tarafından tasarlanan ilk kamera olacak. En ünlü örnek, kendi galaksimiz Samanyolu'na en yakın yıldız sistemini (komşu yıldızdan yaklaşık 4,25 ışıkyılı uzaklıkta) yörüngede dönen Proxima b'dir.
Palomar Gözlemevi, karanlık enstrüman kurulumu ... Fotoğraf: IPTF / Palomar Gözlemevi
Majin şunları söyledi: Umarım bir gün Hawaii veya La Palma'daki Mauna Kea'daki 30 metrelik teleskop için bir alet yapabilirim, böylece yakınlardaki düşük kütleli yıldızların yaşanabilir bölgesinde gezegenlerin fotoğraflarını çekebiliriz. Ve onların atmosferinde yaşamı araştırın. Bu uzun vadeli bir hedeftir ve bu, bu hedefe doğru atılan önemli bir adımdır. Yakındaki kayalık gezegenleri incelemeye ek olarak, bu teknoloji gökbilimcilerin pulsarları daha ayrıntılı incelemelerine ve milyarlarca galaksinin kırmızıya kaymalarını belirlemelerine ve böylece evrenin genişleme hızını daha doğru bir şekilde ölçmelerine olanak tanıyacak.
Bu da, evrenin zaman içinde nasıl geliştiğini ve karanlık enerjinin rolünü daha ayrıntılı olarak incelememizi sağlayacak. NASAnın Star Shadow uzay aracı ve Stanford Üniversitesinin mDot kapatıcısı gibi bu ve diğer teknolojiler, önümüzdeki yıllarda dış gezegenlerin incelenmesinde devrim yaratacak. James Webb Uzay Teleskobu ve yakın zamanda piyasaya sürülen Exoplanet Observation Satellite (TESS) gibi yeni nesil teleskoplarla eşleştirilenastronomerler, yalnızca daha fazla dış gezegeni keşfetmekle kalmayacak, aynı zamanda onları eskisi gibi tanımlayabilecek.
Brocade Park-Science Popularization Metin: Matt Williams Gönderen: Universe Today Referans: UC Santa Barbara, Astronomi Society of the Pacific Yayınları
