Världens nyaste och mest kraftfulla exoplanet-avbildningsinstrument, den nyligen installerade Gemini Planet Imager (GPI) på det 8 meter långa Gemini-teleskopet, har tagit sin första ljusa infraröda bild av en exoplanet: Beta Pictoris b, som kretsar kring stjärnan Beta Pictoris, den näst ljusaste stjärnan i den södra stjärnbilden Pictor. Planeten är ganska uppenbar i bilden ovan som en ljus klump av pixlar precis längst ner till höger om stjärnan i mitten (som fysiskt täcks av en liten ogenomskinlig skiva för att blockera bländning.) Men det klusteret av pixlar är verkligen en avlägsen planet 63 ljusår bort och flera gånger mer massiv - såväl som 60% större - än Jupiter!
Och detta är bara början.
Medan många exoplaneter har upptäckts och bekräftats under de senaste decennierna med hjälp av olika tekniker, har mycket få faktiskt tagits direkt. Det är oerhört svårt att lösa den svaga glödet från en planet reflekterat ljus inifrån den stjärniga lysande bländningen - men GPI var designad för att göra just det.
"De flesta planeter som vi känner till hittills är bara kända på grund av indirekta metoder som säger att en planet är där, lite om dess bana och massa, men inte mycket annat," sade Bruce Macintosh från Lawrence Livermore National Laboratory, som ledde teamet som byggde instrumentet. "Med GPI avbildar vi direkt planeter runt stjärnor - det är lite som att kunna dissekera systemet och verkligen dyka in i planetens atmosfäriska smink och egenskaper."
Och GPI avbildar inte bara avlägsna exoplaneter i Jupiter-storlek; det avbildar dem snabbt.
"Även dessa tidiga första-ljus-bilder är nästan en faktor tio bättre än den tidigare generationen instrument," sa Macintosh. "På en minut såg vi planeter som brukade ta oss en timme att upptäcka."
Trots sin stora storlek är Beta Pictoris b en mycket ung planet - beräknad att vara mindre än 10 miljoner år gammal (själva stjärnan är bara cirka 12 miljoner.) Dess närvaro är ett bevis på att stora planeter förmåga att formas snabbt och snart runt nybildade stjärnor.
Läs mer: Exoplanet bekräftar att gasjättar kan bildas snabbt
"Att se en planet nära en stjärna efter bara en minut, var en spänning, och vi såg detta bara den första veckan efter att instrumentet sattes i teleskopet!" lade till Fredrik Rantakyro, en Gemini-personalforskare som arbetar med instrumentet. "Föreställ dig vad det kommer att kunna göra när vi finjusterar och ställer in dess prestanda."
En annan av GPI: s första ljusbilder fångade ljus spridda av en dammring som omger den unga stjärnan HR4796A, ungefär 237 ljusår bort:
Bilden till vänster visar normalt ljus, inklusive både dammringen och restljuset från den centrala stjärnan spridda av turbulens i jordens atmosfär. Den högra bilden visar endast polariserat ljus. Överblickande stjärnbelysning är opolariserad och därmed tas bort. Ljuset från skivans bakkant (till höger om stjärnan) är starkt polariserat när det reflekterar mot jorden, och därmed verkar det ljusare än den framåtriktade kanten.
Det tros att den reflekterande ringen kan vara från ett bälte av asteroider eller kometer som kretsar kring HR4796A och eventuellt formas (eller "hyrde", som ringarna i Saturn) av ännu osynliga planeter. GPI: s avancerade möjligheter tillåter att ringens hela omkrets kan avbildas.
GPI: s framgång med att avbilda tidigare kända system som Beta Pictoris och HR4796A kan bara indikera många fler spännande exoplanetupptäckter som kommer.
”Hela exoplanetssamhället är glada för GPI att inleda en helt ny era av planetsökning,” säger fysiker och exoplanetsexpert Sara Seager från Massachusetts Institute of Technology. ”Varje exoplanetdetekteringsteknik har sin storhetstid. Först var det radialhastighetstekniken (markbaserade planetsökningar som startade hela fältet). För det andra var det transiteringstekniken (nämligen Kepler). Nu är det den "direktavbildande" planeten för att hitta planeten att göra vågor. ”
I år kommer GPI-teamet att inleda en storskalig undersökning och titta på 600 unga stjärnor för att se vilka jätteplaneter som kretsar kring dem.
”En dag kommer det att finnas ett instrument som kommer att se ut som GPI på ett teleskop i rymden. Och bilderna och spektra som kommer ut ur det instrumentet kommer att visa en liten blå prick som är en annan jord. "
- Bruce Macintosh, GPI-teamledare
Observationerna ovan genomfördes i november förra året under en "extremt problemfri debut." Gemini South-teleskopet ligger nära toppen av Cerro Pachon i centrala Chile, på en höjd av 2 722 meter.
Källa: Gemini Observatory pressmeddelande
