Študij eksoplanetov je v zadnjih letih močno napredoval, predvsem po zaslugi misije Kepler. Toda to poslanstvo ima svoje omejitve. Keplerju in drugim tehnologijam je težko predstavljati regije, ki so blizu njihovih zvezd. Zdaj nov instrument, imenovan vrtinčni koronagraf, nameščen na Havajskem opazovalnem mestu Keck, astronomom omogoča ogled protoplanetarnih diskov, ki so v neposredni bližini zvezd, ki jih obkrožijo.
Težava pri gledanju diskov prahu in celo planetov blizu njihovih zvezd je, da so zvezde toliko svetlejše od predmetov, ki jih krožijo. Zvezde so lahko milijarde krat svetlejše od planetov v bližini, zaradi česar jih skoraj ni mogoče videti v bleščanju. "Moč vrtinca je v njegovi sposobnosti, da prikazuje planete zelo blizu svoje zvezde, česar še ne moremo storiti za planete, podobne Zemlji," je dejal Gene Serabyn iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon (JPL). "Vortex koronagraf je morda ključnega pomena za fotografiranje bledo modre pike, kot je naša."
"Moč vrtinca je v njegovi sposobnosti, da prikazuje planete zelo blizu svoje zvezde, česar še ne moremo storiti za planete, podobne Zemlji." - Gene Serabyn, JPL.
"Vortex koronagraf nam omogoča, da pokukamo v območja okoli zvezd, kjer domnevno nastanejo orjaška planeta, kot sta Jupiter in Saturn," je dejal Dmitri Mawet, znanstvenik iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon in Caltech, oba v Pasadeni. "Pred tem smo si lahko samo zamislili plinske velikane, ki se rodijo veliko dlje. Z vrtincem bomo lahko videli planete, ki krožijo tako blizu svojih zvezd, kot je Jupiter do našega sonca, ali približno dva do trikrat bližje kot je bilo mogoče prej. "
Namesto da maskira svetlobo zvezd, tako kot druge metode gledanja eksoplanetov, vrtinčni koronagraf svetlobo preusmeri stran od detektorjev tako, da kombinira svetlobne valove in jih razveljavi. Ker ni okultne maske, lahko vrtinčni koronagraf zajema slike regij, ki so veliko bližje zvezdam, kot jih lahko drugi koronagrafi. Dmitri Mawet, raziskovalec, ki je izumil nov koronagraf, ga primerja z očmi nevihte.
"Inštrument se imenuje vrtinčni koronagraf, ker je zvezda osredotočena na optično singularnost, ki na mestu slike zvezde ustvarja temno luknjo," je dejal Mawet. "Orkani imajo posebnost v svojih središčih, kjer hitrost vetra pade na nič - oko nevihte. Naš vrtinčni koronagraf je v bistvu oko optične nevihte, kamor pošiljamo zvezdasto svetlobo. "
Rezultati vrtinčnega koronagrafa so predstavljeni v dveh prispevkih (tukaj in tukaj), objavljenih v Astronomski reviji januarja 2017. Eno izmed raziskav je vodil Gene Serabyn iz podjetja JPL, ki je tudi vodja projekta Keck vrtinca. Ta študija je predstavila prvo neposredno sliko HIP79124 B, rjave pritlikavke, ki je od zvezde oddaljena 23 AU, v območju, ki tvori zvezdo, imenovanem Scorpius-Centaurus.
»Sposobnost videnja zelo blizu zvezd nam omogoča tudi iskanje planetov okoli bolj oddaljenih zvezd, kjer bi se planeti in zvezde kazali bližje skupaj. Sposobnost preiskovanja daljnih zvezd za planete je pomembna za lovljenje planetov, ki se še oblikujejo, "je dejal Serabyn.
"Sposobnost preiskovanja daljnih zvezd za planete je pomembna za lovljenje planetov, ki se še oblikujejo." - Gene Serabyn, JPL.
Druga od obeh vrtinčnih raziskav je predstavila slike protoplanetarnega diska okoli mlade zvezde HD141569A. Ta zvezda ima v resnici tri diske okrog sebe in koronagraf je lahko posnel sliko notranjega obroča. Združevanje vrtinčnih podatkov s podatki iz misij Spitzer, WISE in Herschel je pokazalo, da material, ki tvori planet, na disku sestavljajo zrna kamenina velikosti kamenina. Olivine je eden najpogostejših silikatov v Zemljinem plašču.
"Trije prstani okoli te mlade zvezde so ugnezdeni kot ruske lutke in doživljajo dramatične spremembe, ki spominjajo na planetarno tvorbo," je dejal Mawet. "Pokazali smo, da so silikatna zrna strnjena v kamenčke, ki so gradniki planetnih zarodkov."
Te slike in študije so šele začetek za vrtinčni koronagraf. Uporabili ga bomo za ogled veliko več mladih planetarnih sistemov. Zlasti si bo ogledal planete v bližini tako imenovanih 'linij zmrzali' v drugih sončnih sistemih. Območje okoli zvezdnih sistemov je dovolj hladno, da se molekule, kot so voda, metan in ogljikov dioksid, kondenzirajo v trdna, ledena zrna. Sedanje razmišljanje pravi, da je linija zmrzali ločnica med tistimi, kjer se oblikujejo kamniti planeti in plinski planeti. Astronomi upajo, da bo koronagraf lahko odgovoril na vprašanja o vročih Jupitrih in vročih Neptunih.
Vroči Jupiteri in Neptuni so veliki plinasti planeti, ki jih najdemo zelo blizu svojih zvezd. Astronomi želijo vedeti, ali so se ti planeti oblikovali blizu linije zmrzali, nato pa selijo navznoter proti svojim zvezdam, ker jim ni mogoče oblikovati tako blizu svojih zvezd. Vprašanje je, katere sile so jih povzročile, da so se preselile navznoter? "Z malo sreče lahko s pogledom na te zelo mlade predmete ujamemo planete v procesu selitve skozi disk, ki tvori planet," je dejal Mawet.
