Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι πλανήτες γύρω από άλλα άστρα πέρα από το ηλιακό μας σύστημα, αποτελούν συνηθισμένο φαινόμενο.
Όμως οι πλανήτες αυτοί είναι δύσκολα ορατοί ενώ ακόμη δυσκολότερη είναι η μελέτη τους.
Ευτυχώς, υπάρχει ένα έξυπνο τέχνασμα
με το οποίο μπορούμε να ξεχωρίσουμε το αμυδρό φως ενός πλανήτη
μέσα από την εκτυφλωτική λάμψη του μητρικού του άστρου.
εκμεταλλευόμενοι τη πόλωση του φωτός που ανακλάται από τον πλανήτη.
Αυτή η μέθοδος θα επιτρέψει σε μελλοντικά όργανα του Very Large Telescope του ESO στη Χιλή,
και του European Extremely Large Telescope,
να παρατηρήσουν τους αλλιώς αόρατους πλανήτες
και ακόμη να αναζητήσουν σημεία ζωής πέρα από το ηλιακό μας σύστημα.
Παρακολουθείτε το ESOcast!
Επιστήμη αιχμής και εξελίξεις από το ESO,
το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο.
εξερευνούμε τα όρια του Σύμπαντος με τον Δρ. Τζέι
ή κατά κόσμον Δρ. Τζο Λίσκε.
Σε αυτό το επεισόδιο θα μιλήσουμε για ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό του φωτός
και πώς μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε στον εντοπισμό πλανητών γύρω από άλλα άστρα.
Και θα μιλήσουμε για ένα πανίσχυρο νέο όργανο που θα εκμεταλλευτεί αυτή την ιδιότητα:
τον ανιχνευτή πλανητών SPHERE
το οποίο θα εγκατασταθεί στο Very Large Telescope του ESO στις αρχές του 2014.
Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα.
Συνήθως το επίπεδο ενός φωτεινού κύματος βρίσκεται σε οποιαδήποτε διεύθυνση,
όμως μερικές φορές μία διεύθυνση είναι πιο πιθανή από άλλες
και τότε λέμε ότι το φως είναι πολωμένο.
Αρκετά από τα τηλεσκόπια του ESO μπορούν να μετρήσουν τη πόλωση
προσφέροντας εντυπωσιακές δυνατότητες αναζήτησης και μελέτης μακρινών αντικειμένων,
συμπεριλαμβανομένων πλανητών γύρω από τα μητρικά τους άστρα.
Ας πάρουμε ένα οποιοδήποτε άστρο στον ουρανό.
Είναι πιθανό πως φιλοξενεί αρκετούς πλανήτες.
Ένας από αυτούς μπορεί να είναι και παρόμοιος με τη Γη.
Όμως αυτοί οι πλανήτες είναι πολύ δύσκολα ορατοί μέσα από τη λάμψη του άστρου
καθώς είναι περίπου ένα δις φορές αμυδρότεροι.
Ευτυχώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη πόλωση για να διαχωρίσουμε το πολύ ασθενές φως
του πλανήτη από αυτό του μητρικού άστρου.
Πώς γίνεται αυτό;
Σε πολλές περιπτώσεις το φως που λαμβάνουμε από το πλανήτη είναι ανακλώμενο αστρικό φως
το οποίο διαθλάται μέσα στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.
Η διαδικασία διάθλασης παράγει πολωμένο φως όπως ακριβώς το φως
που προέρχεται από το γαλανό ουρανό της Γης.
Μπορούμε να εντοπίσουμε την πόλωση,
δηλαδή το κυρίαρχο επίπεδο ταλάντωσης του φωτός
που προκλήθηκε από τη διάθλαση μέσα στη πλανητική ατμόσφαιρα,
χρησιμοποιώντας τα προηγμένα συστήματα των μεγάλων τηλεσκοπίων.
Ένα τέτοιο όργανο
- με το όνομα SPHERE -
κατασκευάστηκε και θα εγκατασταθεί στο Very Large Telescope του ESO το 2014.
Το SPHERE θα λαμβάνει εικόνες εξωπλανητών.
Θα συνδυάζει τη πολωσιμετρία
με άλλες μεθόδους για να αφαιρεί το έντονο φως του άστρου
και θα επιτρέπει στο ιδιαίτερα αμυδρό φως των πλανητών σε τροχιά γύρω από αυτό
να καταγράφεται και να μελετάται.
Πρώτα απαιτείται ένα μεγάλο τηλεσκόπιο σαν το VLT,
ικανό κατ' αρχήν
να λάβει εικόνες αρκετά ευκρινείς
ώστε να μπορούμε να εντοπίσουμε πλανήτες κοντά στο άστρο.
Όμως η ατμόσφαιρα της Γης αλλοιώνει τις εικόνες,
κι έτσι χρειαζόμαστε ένα έξυπνο οπτικό σύστημα - τα προσαρμοζόμενα οπτικά -
για να αφαιρέσουμε τη παραμόρφωση κατά το δυνατό
και να αναδείξει το περισσότερο αστρικό φως σε ένα φωτεινό σημείο.
Στη συνέχεια το κέντρο αυτού του λαμπρού σημείου αποκόπτεται χρησιμοποιώντας μία μάσκα
στη φωτεινή δέσμη ώστε να μην επικαλύπτει τα αμυδρότερα αντικείμενα γύρω του.
Όμως παρόλες αυτές τις τεχνικές παραμένει μία άλως αστρικού φωτός -
πολύ λαμπρότερη από τους πλανήτες τους οποίους αναζητούμε.
Η άλως αυτή όμως δεν είναι πολωμένη,
ενώ το φως των πλανητών είναι εν γένει πολωμένο.
Το νέο όργανο SPHERE
θα μπορεί να διαχωρίσει το ασθενές σήμα πολωμένου φωτός ενός πλανήτη
από τη μη πολωμένη αστρική άλω.
Αυτή η τεχνική - μαζί με αρκετές άλλες -
θα επιτρέψει στο SPHERE να λάβει εικόνες από πλανήτες όπως ο Δίας γύρω από άλλα άστρα.
Όμως, δε θέλουμε απλά να λάβουμε εικόνες από μεγάλους εξωπλανήτες,
θέλουμε να βρούμε και τους μικρότερους βραχώδεις πλανήτες κοντά στο μητρικό τους άστρο.
Όμως για να το καταφέρουμε αυτό θα χρειαστούμε ένα ΠΟΛΥ μεγαλύτερο τηλεσκόπιο,
το οποίο θα συλλέγει πολύ περισσότερο φως και θα μας δίνει ακόμη πιο ευκρινείς εικόνες:
το 39-μέτρων European Extremely Large Telescope, ή E-ELT.
Αυτό το γιγάντιο τηλεσκόπιο θα εξοπλιστεί με την επόμενη γενιά οργάνων απεικόνισης εξωπλανητών.
Θα χρησιμοποιούν τις ίδιες μεθόδους με το SPHERE, με ακόμη πιο προηγμένες δυνατότητες.
Χρησιμοποιώντας πολωσιμετρία, και άλλες μεθόδους,
οι αστρονόμοι θα μπορέσουν να απεικονίσουν βραχώδεις πλανήτες
στις κατοικήσιμες ζώνες γύρω από κοντινά άστρα.
Το πολωμένο σήμα θα δώσει στους αστρονόμους στοιχεία
ύπαρξης ή μη ωκεανών και νεφών νερού ενός πλανήτη.
Και για μεγαλύτερους πλανήτες σα το Δία
θα είναι δυνατόν να μελετήσουμε το φως τους με αρκετή λεπτομέρεια
ώστε να μπορέσουμε να δούμε πραγματικά πως είναι.
Ο υπέρτατος στόχος είναι κάποια στιγμή να εντοπίσουμε τα χαρακτηριστικά της ζωής
σε άλλους κόσμους πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα
ανακαλύπτοντας ενδείξεις οξυγόνου, ή του τυπικού πράσινου χρώματος της χλωρίδας.
Η παρατήρηση των εξωπλανητών στο πολωμένο φως ίσως αποτελέσει το κλειδί
που θα μας παράσχει τα πρώτα στοιχεία εξωγήινης ζωής.
Είμαι ο Δρ. Τζέι και εδώ τελειώνει αυτό το επεισόδιο.
Θα τα πούμε την επόμενη φορά για μία ακόμη κοσμική περιπέτεια.
Κείμενα: Phillip Keane
Μετάφραση: Μανώλης Ζούλιας