Første lys opnået på opgraderet planetfindingsinstrument til at søge efter jordlignende planeter i det nærmeste stjernesystem

Nybygget planetfindingsinstrument installeret på Very Large Telescope, Chile, begynder 100-timers observation af nærliggende stjerner Alpha Centauri A og B, sigter på at være den første til direkte at afbilde en beboelig exoplanet

Gennembrudsur, det globale astronomiske program, der leder efter jordlignende planeter omkring nærliggende stjerner, og European Southern Observatory (ESO), Europas førende mellemstatslige astronomiske organisation, annoncerede i dag "første lys" på et nybygget planetfindingsinstrument ved ESO's Very Large Telescope i Atacama-ørkenen, Chile.

Instrumentet, kaldet NEAR (Near Earths in the AlphaCen Region), er designet til at jage efter exoplaneter i vores nabostjernesystem, Alpha Centauri, inden for de "beboelige zoner" af dens to sollignende stjerner, hvor vand potentielt kan eksistere i flydende form. Den er udviklet i løbet af de sidste tre år og blev bygget i samarbejde med Uppsala Universitet i Sverige, universitetet i Liège i Belgien, California Institute of Technology i USA, og Kampf Telescope Optics i München, Tyskland.

Siden den 23. maj har ESO's astronomer ved ESO's Very Large Telescope (VLT) gennemført en ti-dages observation for at fastslå tilstedeværelsen eller fraværet af en eller flere planeter i stjernesystemet. Observationerne afsluttes i morgen, 11 juni. Planeter i systemet (to gange så store som Jorden eller større), ville kunne spores med den opgraderede instrumentering. Det nær- til termisk-infrarøde område er betydeligt, da det svarer til den varme, der udsendes af en kandidatplanet, og gør det således muligt for astronomer at bestemme, om planetens temperatur tillader flydende vand.

Alpha Centauri er det nærmeste stjernesystem til vores solsystem, på 4,37 lysår (ca. 25 billioner miles) væk. Den består af to sollignende stjerner, Alpha Centauri A og B, plus den røde dværgstjerne, Proxima Centauri. Den nuværende viden om Alpha Centauris planetsystemer er sparsom. I 2016 et hold, der brugte ESO-instrumenter, opdagede en jordlignende planet, der kredsede om Proxima Centauri. Men Alpha Centauri A og B forbliver ukendte mængder; det er ikke klart, hvor stabile sådanne binære stjernesystemer er for jordlignende planeter, og den mest lovende måde at fastslå, om de eksisterer omkring disse nærliggende stjerner, er at forsøge at observere dem.

Afbildning af sådanne planeter, imidlertid, er en stor teknisk udfordring, da stjernelyset, der reflekteres fra dem, generelt er milliarder af gange svagere end det lys, der kommer til os direkte fra deres værtsstjerner; at løse en lille planet tæt på sin stjerne i en afstand af flere lysår er blevet sammenlignet med at spotte en møl, der kredser om en gadelampe snesevis af kilometer væk. For at løse dette problem, i 2016 lancerede Breakthrough Watch og ESO et samarbejde om at bygge et særligt instrument kaldet en termisk infrarød koronagraf, designet til at blokere det meste af lyset, der kommer fra stjernen, og optimeret til at fange det infrarøde lys, der udsendes af den varme overflade på en planet i kredsløb, snarere end den lille mængde stjernelys, det reflekterer. Ligesom objekter tæt på Solen (normalt skjult af dens blænding) kan ses under en total formørkelse, så koronagrafen skaber en slags kunstig formørkelse af sin målstjerne, blokerer dets lys og gør det muligt at detektere meget svagere genstande i dens nærhed. Dette markerer et betydeligt fremskridt i observationsevner.

Koronagrafen er blevet installeret på et af VLT's fire teleskoper med 8 meter blænde, opgradering og ændring af et eksisterende instrument, kaldet VISIR, at optimere dens følsomhed over for infrarøde bølgelængder forbundet med potentielt beboelige exoplaneter. Det vil derfor være i stand til at søge efter varmesignaturer, der ligner Jordens, som absorberer energi fra Solen og udsender den i det termiske infrarøde bølgelængdeområde. NEAR modificerer det eksisterende VISIR-instrument på tre måder, kombinerer adskillige banebrydende astronomiske ingeniørpræstationer. Først, det tilpasser instrumentet til koronografi, sætter den i stand til drastisk at reducere målstjernens lys og derved afsløre signaturerne fra potentielle terrestriske planeter. Sekund, det bruger en teknik kaldet adaptiv optik til strategisk at deformere teleskopets sekundære spejl, kompenserer for sløringen produceret af jordens atmosfære. Tredje, den anvender nye hakkestrategier, der også reducerer støj, samt potentielt at tillade instrumentet at skifte hurtigt mellem målstjerner - så hurtigt som hvert 100 millisekund - og maksimere den tilgængelige teleskoptid.

Pete Worden, administrerende direktør for gennembrudsinitiativerne, sagde:"Vi er glade for at samarbejde med ESO om at designe, bygning, installere og nu bruge dette innovative nye instrument. Hvis der er jordlignende planeter omkring Alpha Centauri A og B, det er store nyheder for alle på vores planet."

"ESO er glad for at kunne bringe sin ekspertise, eksisterende infrastruktur, og observere tid på Very Large Telescope til NEAR-projektet, " kommenterede ESO-projektleder Robin Arsenault.

"Dette er en værdifuld mulighed, da NEAR-eksperimentet – ud over sine egne videnskabelige mål – også er en stifinder for fremtidige planetjagtinstrumenter til det kommende Extremely Large Telescope, siger Markus Kasper, ESO's ledende videnskabsmand for NEAR.

"NEAR er det første og (i øjeblikket) eneste projekt, der direkte kunne afbilde en beboelig exoplanet. Det markerer en vigtig milepæl. Krydser fingre – vi håber, at en stor beboelig planet kredser om Alpha Cen A eller B" kommenterede Olivier Guyon, ledende videnskabsmand for Breakthrough Watch.

"Mennesker er naturlige opdagelsesrejsende, " sagde Yuri Milner, grundlægger af Breakthrough Initiatives, "Det er på tide, at vi finder ud af, hvad der ligger bag den næste dal. Dette teleskop vil lade os se på tværs."