Πρώτο φως για το SPHERE, απεικόνιση εξωπλανητών

Επαναστατικό νέο μέσο εγκατεστημένο στο VLT(Very Large Telescope / Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο)

Σε πλήρη ανάλυση

Credit: ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE Consortium

Αυτή η υπέρυθρη εικόνα δείχνει το δακτύλιο σκόνης γύρω από το κοντινό αστέρι HR 4796A στο νότιο αστερισμό του Κενταύρου. Ήταν ένα από τα πρώτα που παρήγαγε το μέσο SPHERE αμέσως μετά την εγκατάσταση στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO, το Μάιο του 2014. Δείχνει, όχι μόνο τον ίδιο τον δακτύλιο με μεγάλη ευκρίνεια, αλλά επίσης αποκαλύπτει τη ικανότητα του SPHERE να μειώσει την αντανάκλαση από το πολύ φωτεινό αστέρι - το κλειδί για την εύρεση και μελέτη εξωπλανητών στο μέλλον.

Το SPHERE-ο Πολωμετρικός-Φασματογράφος -Υψηλής Αντίθεσης Εξωπλανητών Μέσο Ερευνας (SPHERE — the Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument)-έχει εγκατασταθεί στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO, στο παρατηρητήριο Paranal στη Χιλή. 
Αυτή η ισχυρή δυνατότητα για τη μελέτη των εξωπλανητών, χρησιμοποιεί πολλαπλές προηγμένες τεχνικές σε συνδυασμό. 
Προσφέρει σημαντικά καλύτερη απόδοση από ό, τι τα υφιστάμενα μέσα και έχει δημιουργήσει εντυπωσιακή προβολή των δίσκων σκόνης γύρω από κοντινά αστέρια και άλλους στόχους κατά τις πρώτες κιόλας μέρες των παρατηρήσεών του. 
Αναμένεται να φέρει επανάσταση στην μελέτη των εξωπλανητών και των περιφερόμενων δίσκων. 
Περιλαμβάνεται μία από τις καλύτερες μέχρι στιγμής εικόνες του δακτυλίου της σκόνης γύρω από τον κοντινό αστέρα 4796A HR.

Εικόνα του Τιτάνα, δορυφόρου του Κρόνου από το SPHERE

Σε πλήρη ανάλυση

Credit: ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE Consortium

Αυτή η υπέρυθρη εικόνα από το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, τον Τιτάνα, ήταν ένας από τους πρώτους στόχους που παρήγαγε το μέσο SPHERE αμέσως μετά την εγκατάστασή του στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του ESO, το Μάιο του 2014. Αυτή η εικόνα δείχνει πόσο αποτελεσματικό είναι το προσαρμοστικό οπτικό σύστημα, αποκαλύπτοντας λεπτομέρεια για αυτό το μικροσκοπικό δίσκο. Ο Τιτάνας ήταν επίσης ένας στόχος που χρησιμοποιήθηκε για τη δοκιμή πολωσιμετρικής ικανότητας του SPHERE, το οποίο θα είναι ζωτικής σημασίας για τη μελέτη ορισμένων εξωπλανητών.

Αυτή η εικόνα ελήφθη με το SPHERE σε ένα μήκος κύματος 1,59 μm. Ο Τιτάνας είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου (περίπου 1,5 φορές τη διάμετρο της Σελήνης μας). Καλύπτεται με μια εκτεταμένη ατμόσφαιρα που αποτελείται κυρίως από άζωτο, με ίχνη μεθανίου (περίπου 1,5%). Ενώ στα ορατά μήκη κύματος, η επιφάνεια του δορυφόρου είναι κρυμμένη πίσω από πυκνά σύννεφα, αυτές, οι εγγύς υπέρυθρες εικόνες έχουν ληφθεί σε ένα μήκος κύματος που του επιτρέπει να διεισδύσει στην ατμόσφαιρα, και να ανιχνεύει την επιφάνειά του.

Το SPHERE πέρασε τις δοκιμές αποδοχής του στην Ευρώπη το Δεκέμβριο του 2013 και στη συνέχεια στάλθηκε στο παρατηρητήριο Paranal. 
Η περίτεχνη συναρμολόγηση του, ολοκληρώθηκε το Μάιο του 2014 και το μέσο έχει τοποθετηθεί στο τηλεσκόπιο VLT, στη Μονάδα 3. 
Το SPHERE είναι το τελευταίο της δεύτερης γενιάς των μέσων για το VLT (τα τρία πρώτα ήταν: X-Shooter, KMOS και MUSE).

Το SPHERE, συνδυάζει πολλές προηγμένες τεχνικές για να δώσει την υψηλότερη αντίθεση που έχει φτάσει ποτέ για άμεση απεικόνιση πλανητών-πολύ πέρα ​​από ό, τι θα μπορούσε να επιτευχθεί με το NACO, το οποίο έλαβε την πρώτη άμεση εικόνα ενός εξωπλανήτη. 
Για να επιτευχθεί η εντυπωσιακή απόδοσή, το SPHERE χρειάστηκε πρώιμη ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών, ιδίως στον τομέα της προσαρμοστικής οπτικής, ειδικών ανιχνευτών και εξαρτήματα στεμματογράφου.

Ο Τιτάνας του Κρόνου παρατηρείται με τον πολωσιμετρικό τρόπο του SPHERE

Σε πλήρη ανάλυση

Credit: ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE Consortium

Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα έχει ένα παχύ στρώμα ομίχλης η οποία αντανακλά το ορατό φως από τον Ήλιο. Ως εκ τούτου, σε αντίθεση με το εγγύς υπέρυθρο, δεν μπορούμε να δούμε κάτω από την επιφάνεια του Τιτάνα και μοιάζει με μία ιδιαίτερη χαρακτηριστική σφαίρα ομίχλης (αριστερά). Ωστόσο, η διάχυση του φωτός από την ομίχλη είναι ιδιαίτερα πολωμένη, όπως και το γαλάζιο του ουρανού της Γης. Το μέσο SPHERE είναι εξοπλισμένο με ευαίσθητα πολωσίμετρα, που μπορούν να μετρήσουν πόσο έντονα το φως είναι πολωμένο (δεξιά). Υπάρχει έντονη πόλωση στο σκέλος του Τιτάνα λόγω σκέδασης από σωματίδια νέφους. Αυτή η πολωσημετρική τεχνική θα χρησιμοποιηθεί από το SPHERE για μία ευαίσθητη αναζήτηση αντανάκλασης, και ως εκ τούτου για το πολωμένο φως εξωπλανητών.

"Το SPHERE είναι ένα πολύ πολύπλοκο όργανο. 
Χάρη στη σκληρή δουλειά από τους πολλούς ανθρώπους που συμμετείχαν στο σχεδιασμό του, την κατασκευή και την εγκατάσταση που έχει ήδη ξεπεράσει τις προσδοκίες μας. 
Θαυμάσιο!" λέει ο Jean-Luc Beuzit, του Ινστιτούτου Πλανητολογίας και Αστροφυσικής στη Γκρενόμπλ, Γαλλία και ο κύριος ερευνητής του SPHERE.

Ο κύριος στόχος του SPHERE, είναι να βρει και να χαρακτηρίσει γιγάντιους εξωπλανήτες σε τροχιά γύρω από κοντινά αστέρια με άμεση απεικόνιση. 
Αυτό είναι ένα εξαιρετικά δύσκολο έργο, καθώς τέτοιοι πλανήτες είναι τόσο πολύ κοντά στο άστρο τους στον ουρανό, αλλά και πολύ πιο αμυδροί. 
Σε μια κανονική εικόνα, ακόμη και υπό τις καλύτερες συνθήκες, το φως από το αστέρι κατακλύζει εντελώς την αδύναμη λάμψη από τον πλανήτη. 
Η ολοκλήρωση του σχεδιασμού του SPHERE είναι, επομένως, να επικεντρωθεί στην επίτευξη της υψηλότερης δυνατής αντίθεσης σε ένα μικρό τμήμα του ουρανού γύρω από το εκθαμβωτικό αστέρι.

Πρώτο φως για το SPHERE, απεικόνιση εξωπλανητών. Επαναστατικό νέο μέσο εγκασταστάθηκε στο VLT

Η πρώτη από τις τρεις νέες τεχνικές εκμετάλλευσης του SPHERE, είναι η ακραία προσαρμοστική οπτική για τη διόρθωση των επιδράσεων της ατμόσφαιρας της Γης, έτσι ώστε οι εικόνες ναι είναι ευκρινείς και η αντίθεση του εξωπλανήτη να αυξηθεί. 
Δεύτερον, ένας στεμματογράφος χρησιμοποιείται για να μπλοκάρει το φως από το αστέρι και να αυξήσει την αντίθεση ακόμη περισσότερο. 
Τέλος, μια τεχνική που ονομάζεται διαφορική απεικόνιση, εφαρμόζεται και εκμεταλλεύεται τις διαφορές μεταξύ του πλανητικού και αστρικού φωτός όσον αφορά το χρώμα ή την πόλωση του - και αυτές οι λεπτές διαφορές μπορεί επίσης να αξιοποιηθούν για να αποκαλύψουν έναν αόρατο σήμερα εξωπλανήτη (ann13069, eso0503).

Κατά τη διάρκεια του πρώτου φωτός των παρατηρήσεων, αρκετοί στόχοι δοκιμών παρατηρήθηκαν με τη χρήση των πολλών διαφορετικών τρόπων του SPHERE. 
Αυτοί, περιλαμβάνουν μία από τις καλύτερες μέχρι τώρα εικόνες του δακτυλίου της σκόνης γύρω από τον κοντινό αστέρα 4796A HR. 
Δείχνει, όχι μόνο το δαχτυλίδι με εξαιρετική ευκρίνεια, αλλά παρουσιάζει πόσο καλά το SPHERE μπορεί να καταστείλει το έντονο φως του φωτεινού άστρου στο κέντρο της εικόνας.

Μετά από περαιτέρω, εκτεταμένες δοκιμές και παρατηρήσεις επαλήθευσης της επιστήμης, το SPHERE θα διατεθεί στην αστρονομική κοινότητα αργότερα το 2014.

«Αυτή είναι μόνο η αρχή. 
Το SPHERE είναι ένα μοναδικό ισχυρό εργαλείο που θα αποκαλύψει αναμφίβολα πολλές συναρπαστικές εκπλήξεις στα χρόνια που έρχονται», καταλήγει ο Jean-Luc Beuzit.


Μετάφραση: To-New-Sas

ΠΗΓΗ: eso.org