Лов на планете изван нашег Сунчевог система довео је до открића хиљада кандидата у последњих неколико деценија. Већина су то били дивови гаса који варирају у величини од Супер-Јупитера до планета величине Нептуна. Међутим, за неке је такође утврђено да су у природи „налик на Земљу“, што значи да су стеновите и у орбити унутар својих зона становања својих звезда.
Нажалост, тешко је одредити какви би услови могли бити на њиховим површинама, јер астрономи нису у могућности да директно проуче ове планете. Срећом, међународни тим на челу са физичаром Санта Барбара у УЦ Бењамином Мазином развио је нови инструмент познат као ДАРКНЕСС. Ова суперпреводна камера, која је највећа и најсофистициранија на свету, омогућиће астрономима да откривају планете око оближњих звезда.
Студија тима која детаљно описује њихов инструмент, под називом "МРАЧНОСТ: Интегрални пољски спектрограф за детектор индуктивности у микровалној кинетичкој таласици", недавно се појавила у Публикације Астрономског друштва Тихог океана. Тим је водио Бењамин Мазин, Ворстер-ова столица експерименталне физике на УЦСБ-у, а такође укључују чланове НАСА-ине лабораторије за млазни погон, Калифорнијског технолошког института, Фермијеве националне лабораторије за убрзање и више универзитета.
У суштини, изузетно је тешко научницима директно проучавати егзопланете због мешања које изазивају њихове звезде. Као што је Мазин објаснио у недавном саопштењу за штампу УЦСБ-а, „Фотографирање егзопланете је изузетно изазовно јер је звезда много светлија од планете, а планета је веома близу звезди.“ Као такви, астрономи често нису у стању да анализирају светлост која се одбија од атмосфере планете како би одредили њен састав.
Ове студије би помогле да се поставе додатна ограничења око тога да ли је планета потенцијално усељива или не. Тренутно су научници приморани да утврде да ли би планета могла да подржи живот на основу величине, масе и удаљености од своје звезде. Поред тога, спроведене су студије које су утврдиле да ли на површини планете постоји вода или не на основу тога како њена атмосфера губи водоник у свемиру.
Суперпроводни спектрофотометар (ака. ДАРКНЕСС), први интегрисани пољски спектрограф од 10.000 пиксела, ово жели да поправи ДАРК-спекларни енергетски решен супер-проводни спектрофотометар. Заједно са великим телескопом и адаптивном оптиком користи се микроталасним кинетичким детекторима јачине, како би брзо измерио светлост која долази од далеке звезде, а затим шаље сигнал назад у гумено огледало које може да се формира у нови облик 2.000 пута у секунди.
МКИД-ови омогућавају астрономима да утврде енергију и време доласка појединих фотона, што је важно када се ради о разликовању планете од распршене или преломљене светлости. Овај поступак такође елиминише буку читања и тамну струју - примарне изворе грешака у другим инструментима - и чисти атмосферске дисторзије сузбијањем звездане светлости.
Мазин и његове колеге годинама истражују технологију МКИД-а кроз лабораторију Мазин, која је део УЦСБ-овог одељења за физику. Као што је Мазин објаснио:
„Ова технологија ће спустити контрастни под да бисмо открили слабије планете. Надамо се да ћемо се приближити ограничењу буке фотона, што ће нам дати контрастни однос близу 10-8, омогућавајући нам да видимо планете 100 милиона пута ближе од звезде. На тим нивоима контраста можемо видети неке планете у рефлексној светлости, што отвара сасвим нови домен планета за истраживање. Заиста узбудљива ствар је да је ово технолошки путник за следећу генерацију телескопа. "
ДАРКНЕСС је сада оперативан на 200-инчном телескопу Хале у опсерваторију Паломар код Сан Диега у Калифорнији, где је део екстремно адаптивног оптичког система ПАЛМ-3000 и двоструког звездастог коронаграфа. Током протеклих годину и по дана, тим је извео четири вожње с ДАРКНЕСС камером како би тестирао њен контрастни однос и осигурао да правилно ради.
У мају ће се тим вратити да прикупи више података о оближњим планетама и демонстрира свој напредак. Ако све пође добро, ДАРКНЕСС ће постати прва од многих камера дизајнираних за снимање планета око оближњих звезда М (црвеног патуљака), на којима су последњих година откривене многе стеновите планете. Најистакнутији пример је Прокима б, који орбитира око нама најближег система звезда (Прокима Центаури, удаљеног отприлике 4,25 светлосних година).
„Надамо се да ћемо једног дана моћи да направимо инструмент за телескоп 30 метара, планиран за Мауна Кеа, на острву Хаваји или Ла Палми“, рекао је Мазин. „Помоћу тога моћи ћемо да сликамо планете у обитавајућим зонама оближњих звезда ниске масе и да тражимо живот у њиховим атмосферама. То је дугорочни циљ и ово је важан корак ка томе. "
Поред проучавања оближњих стеновитих планета, ова технологија ће астрономима такође омогућити детаљније проучавање пулсара и утврђивање црвеног померања милијарди галаксија, омогућавајући тачније мерење колико се свемир шири. То ће заузврат омогућити детаљније студије о томе како се наш Универзум развијао током времена и улози коју игра Тамна енергија.
Ове и друге технологије, попут НАСА-ине предложене свемирске летелице Старсхаде и Станфордовог мДот окултера, у наредним ће годинама револуционирати студије егзопланета. Упарен са телескопима нове генерације - као што су Свемирски телескоп Јамес Вебб и тхе Транзитни сателит анкете Екопланет (ТЕСС), који је недавно представљен - астрономи не само да ће моћи да открију више на путу егзопланета, већ ће их моћи да окарактеришу као никада до сада.
