Ergens in de uitgestrektheid van het universum bestaat waarschijnlijk een andere bewoonbare planeet. En het is misschien niet zo ver - astronomisch gesproken - van ons eigen zonnestelsel.

Het licht van die planeet onderscheiden van zijn ster, echter, problematisch kan zijn. Maar een internationaal team onder leiding van UC Santa Barbara-fysicus Benjamin Mazin heeft een nieuw instrument ontwikkeld om planeten rond de dichtstbijzijnde sterren te detecteren. Het is 's werelds grootste en meest geavanceerde supergeleidende camera. Het werk van het team verschijnt in het journaal Publicaties van de Astronomical Society of the Pacific .

De groep, waaronder Dimitri Mawet van het California Institute of Technology en Eugene Serabyn van het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, een apparaat gemaakt met de naam DARKNESS (de DARK-speckle Near-infrared Energy-resolved Superconducting Spectrophotometer), de eerste 10, Integrale veldspectrograaf van 000 pixels, ontworpen om de beperkingen van traditionele halfgeleiderdetectoren te overwinnen. Het maakt gebruik van Microwave Kinetic Inductance Detectors die, in combinatie met een grote telescoop en een adaptief optisch systeem, directe beeldvorming van planeten rond nabije sterren mogelijk maken.

"Het is een enorme uitdaging om een ​​foto te maken van een exoplaneet, omdat de ster veel helderder is dan de planeet. en de planeet staat heel dicht bij de ster, " zei Mazin, die de Worster Chair in Experimental Physics bekleedt aan de UCSB.

Gefinancierd door de National Science Foundation, DARKNESS is een poging om enkele van de technische barrières voor het detecteren van planeten te overwinnen. Het kan het equivalent van duizenden frames per seconde aan zonder enige leesruis of donkere stroom, die bij andere instrumenten tot de belangrijkste foutenbronnen behoren. Het heeft ook de mogelijkheid om de golflengte en aankomsttijd van elk foton te bepalen. Deze tijdsdomeininformatie is belangrijk om een ​​planeet te onderscheiden van verstrooid of gebroken licht dat spikkels wordt genoemd.

"Deze technologie zal de contrastbodem verlagen, zodat we zwakkere planeten kunnen detecteren, Mazin legde uit. "We hopen de fotonruislimiet te naderen, wat ons contrastverhoudingen van bijna 10 . geeft ^-8 , waardoor we planeten 100 miljoen keer zwakker dan de ster kunnen zien. Op die contrastniveaus, we kunnen sommige planeten zien in gereflecteerd licht, wat een heel nieuw domein van planeten opent om te verkennen. Het echt opwindende is dat dit een technologische pionier is voor de volgende generatie telescopen."

Ontworpen voor de 200-inch Hale-telescoop op het Palomar Observatorium in de buurt van San Diego, Californië, DARKNESS fungeert als zowel de wetenschappelijke camera als een focal-plane wave-front-sensor, snel het licht meten en dan een signaal terugsturen naar een rubberen spiegel die zich in een nieuwe vorm kan vormen 2, 000 keer per seconde. Dit proces ruimt de atmosferische vervorming op die ervoor zorgt dat sterren fonkelen door het sterlicht te onderdrukken en hogere contrastverhoudingen tussen de ster en de planeet mogelijk te maken.

Gedurende het afgelopen anderhalf jaar het team heeft DARKNESS op vier runs in Palomar ingezet om bugs op te lossen. De onderzoekers komen in mei terug om meer gegevens te verzamelen over bepaalde planeten en om hun vorderingen bij het verbeteren van de contrastverhouding te demonstreren.

"Onze hoop is dat we op een dag in staat zullen zijn om een ​​instrument te bouwen voor de Thirty Meter Telescope, gepland voor Mauna Kea op het eiland Hawaï of La Palma, ' zei Mazin. 'Daarmee, we zullen in staat zijn om foto's te maken van planeten in de bewoonbare zones van nabije sterren met een lage massa en te zoeken naar leven in hun atmosferen. Dat is het langetermijndoel en dit is een belangrijke stap in die richting."