De openbaring dat er duizenden planeten zijn die rond andere sterren draaien, is grotendeels te danken aan het succes van de Kepler-missie. Maar nu we weten dat deze exoplaneten er zijn, willen we er alles over weten. We willen hun massa, hun temperatuur, hoe oud ze zijn en vrijwel al het andere over hen weten.
Nu heeft een nieuw instrument genaamd de Coronagraphic High Angular Resolution Imaging Spectrograph (CHARIS) het licht opgevangen van een van die exoplaneten. Dit maakt de onderzoekers enthousiast over wat ze kunnen zien.
"We konden niet tevredener zijn met de resultaten." - N. Jeremy Kasdin
CHARIS stelt astronomen in staat licht dat van planeten weerkaatst te isoleren. Dat is moeilijk om te doen, omdat ze zo veel zwakker zijn dan de sterren die ze draaien. CHARIS kan het reflecterende licht isoleren van planeten die groter zijn dan Jupiter. Vervolgens kunnen astronomen dat licht analyseren om meer te weten te komen over de leeftijd, de samenstelling van de atmosfeer en de grootte van de planeet.
“Door het spectrum van een planeet te analyseren, kunnen we echt veel over de planeet begrijpen. Je kunt specifieke kenmerken zien waarmee je de massa, de temperatuur en de leeftijd van de planeet kunt begrijpen. ' - teamlid Tyler Groff
CHARIS is ontworpen en gebouwd door een team onder leiding van N. Jeremy Kasdin, een professor in mechanische en ruimtevaarttechniek aan de Princeton University. Het duurde vijf jaar om CHARIS te bouwen.
De spectrograaf zit in een koffer van 500 lb die 30x30x12 meet. In dat geval wordt het op -223,15 Celsius (50 Kelvin, -369 F.) gehouden. Het CHARIS-instrument heeft negen spiegels, vijf filters, twee prismaconstructies en een microlens-array. De microlens-array is een speciaal optisch apparaat met een reeks kleine lenzen die in het oppervlak zijn geëtst.
CHARIS werkt samen met de Subaru-telescoop op Hawaï. Het maakt deel uit van een langdurige samenwerking tussen Princeton, de Universiteit van Tokio en de National Astronomical Observatory of Japan, die de Subaru-telescoop in Mauna Kea, Hawaii bedient. En deze eerste resultaten wekken veel belangstelling.
Volgens Tyler Groff, een teamlid uit Princeton die nu voor NASA werkt, heeft het voorlopige resultaat van CHARIS veel belangstelling gewekt bij de astronomiegemeenschap. Het CHARIS-team beoordeelt nu onderzoeksvoorstellen.
'Er is veel opwinding', zei Groff. 'Charis gaat in februari voor iedereen open voor de wetenschap.'
CHARIS is ontworpen om het licht van verre exoplaneten op te vangen, dus het gezichtsveld is klein. Het is maar 2 boogseconden, wat een klein stukje lucht is. Ter referentie: de volle maan is ongeveer 1.800 boogseconden. Maar het kan beelden maken over een brede band van lichtgolflengten. Het feit dat het zo'n brede lichtstraal vangt, maakt zo'n gedetailleerde analyse mogelijk van alles waarnaar wordt verwezen.
"We hebben CHARIS getest op Neptunus, maar de hele planeet past niet eens op onze detector." -Tyler Groff
CHARIS bevindt zich achter een coronagraaf. De coronagraaf kanaliseert het licht van de Subaru-telescoop en verdeelt het licht dat rechtstreeks afkomstig is van een ster van het licht dat weerkaatst op planeten in een baan om die ster. Het team zegt dat het is alsof je het licht uitkiest dat weerkaatst door een vlekje klatergoud dat zweeft voor een schijnwerper die honderden kilometers verderop staat.
