Początkowo planety odkrywano metodami pośrednimi. Astronomowie samych planet nie widzieli. Widzieli natomiast okresowe wahania prędkości gwiazd w kierunku do/od Ziemi, które wskazywały na to, że wokół nich mogą krążyć planety, które oddziałując grawitacyjnie na swoją gwiazdę, nieznacznie ją do siebie przyciągają. Gdy taka planeta znajdowała się między swoją gwiazdą a nami, przyciągała gwiazdę w kierunku Ziemi, pół orbity później, gdy znajdowała się za gwiazdą, odciągała ją od nas. Z czasem do zestawu narzędzi poszukiwaczy egzoplanet dołączyła niezwykle cenna metoda tranzytów. W tym przypadku astronomowie obserwują uważnie jasność gwiazdy w poszukiwaniu okresowych, regularnych nieznacznych spadków jasności. Uzasadnienie jest takie, że jeżeli hipotetyczna planeta, okrążając swoją gwiazdę za każdym razem, z naszej perspektywy przechodzi na tle tarczy swojej gwiazdy, to częściowo ją przesłania powodując pozorny spadek jasności. Także i ta metoda, choć pośrednia pozwoliła nam odkryć mnóstwo planet. Brakowało jednak tylko jednego.
Czytaj także: Innowacyjny algorytm zidentyfikował 366 nowych egzoplanet. Przetrawił 500 terabajtów danych
Choć na przestrzeni trzech dekad astronomom udało się odkryć ponad 5000 planet pozasłonecznych (tak naprawdę, to znacznie więcej, ale pozostałe czekają wciąż na potwierdzenie), to przez bardzo długi czas brakowało najważniejszego: obserwacji bezpośrednich. Nic w tym dziwnego, każdy chciał jako pierwszy sfotografować planetę krążącą wokół innej gwiazdy. Było to jednak niewiarygodnie dużym wyzwaniem. Odległość między gwiazdą a planetą z odległości kilku czy kilkunastu lat świetlnych jest niezwykle mała, a na dodatek blask gwiazdy przyćmiewa blask nawet największej planety, która wokół niej krąży. Determinacja naukowców i inżynierów udoskonalających bezustannie instrumenty obserwacyjne pozwoliła z czasem stworzyć detektory, które były w stanie przesłonić gwiazdy centralne i fotografować najbliższe egzoplanety.
Zdjęcie egzoplanety to jedno, film to coś zupełnie innego
Astrofizycy z Uniwersytetu Northwestern stworzyli właśnie najdłuższy jak dotąd film przedstawiający egzoplanetę. Nie, nie jest to żadna animacja, czy symulacja. Trwające około 10 sekund nagranie złożone jest z faktycznych zdjęć planety wykonanych na przestrzeni 17 lat od 2003 do 2020 roku. Dzięki temu możemy zobaczyć, jak planeta okrąża swoją gwiazdę macierzystą. Warto zwrócić uwagę, że mimo 17 lat obserwacji nie udało się jeszcze sfotografować całej orbity. Na dokończenie pełnego okrążenia potrzeba jeszcze około 6 lat obserwacji. Dopiero wtedy planeta dokończy okrążenie, które zaczęło się wraz z pierwszymi obserwacjami.
Bohaterką nagrania jest planeta Beta Pictoris b. Jest go gazowy olbrzym blisko dwanaście razy masywniejszy od Jowisza, najmasywniejszej planety Układu Słonecznego. To właśnie rozmiary i jasność beta Pictoris b sprawiła, że była ona jedną z pierwszych egzoplanet, które udało się bezpośrednio sfotografować. Planeta krąży wokół gwiazdy Beta Pictoris, która jest niemal dwukrotnie masywniejsza i dziewięciokrotnie jaśniejsza od Słońca. Cały układ planetarny znajduje się 63 lata świetlne od Ziemi, a jego wiek szacuje się na zaledwie 20 milionów lat, co przy wieku Układu Słonecznego szacowanym na 4,6 miliarda lat wydaje się wartością bardzo małą.
Czytaj także: Fascynująca egzoplaneta sto lat świetlnych od nas. To taka tropikalna wersja Ziemi
Do stworzenia filmu wykorzystano dane obserwacyjne układu zebrane za pomocą instrumentów znajdujących się w Obserwatorium Gemini (Gemini Planet Imager) oraz w Europejskim Obserwatorium Południowym (NACO oraz SPHERE). Po obróbce danych wykorzystano specjalną technikę interpolacji ruchu, która za pomocą algorytmów wypełniła luki w nagraniu, tworząc płynne nagranie. Bez algorytmów ruch planety na nagraniu byłby po prostu mniej płynny, z nimi widzimy nagranie, które powstałoby, gdyby astronomowie obserwowali planetę codziennie przez ostatnie 17 lat.
Obserwowanie ruchu planety znajdującej się 63 lata świetlne od Ziemi może uświadomić nam, jak daleko jest współczesna nauka w porównaniu z nauką z końca XX wieku. Coś, co kiedyś wydawało się niemożliwe, teraz jest rzeczywistością. Aż strach pomyśleć, co z tego, co dziś wydaje się niemożliwe, będzie wykonalne za kolejne trzy dekady.