Новий спосіб астрономічного шпигунства

Астрономи створили геніальний метод видалення відблисків далеких зірок, щоб виявити відбите світло близько обертових екзопланет.

Коли ураган обрушується на океан, то на воді з’являється своєрідний регіон спокою, який називають «око бурі». Астрономам вдалося застосувати цей принцип, щоб створювати такі регіони спокою, але не в погоді, а в спостереженнях зоряних систем.

Коли вчені намагаються знайти світи, що обертаються навколо далеких зірок, у них виникає однакова проблема – зоряне світло приховує відбивається світло екзопалнети, наближеною до неї. Причому ці відблиски по яскравості можуть перевершувати відбите світло в мільйони разів. Це змушує астрономів розробляти витончені методи боротьби з цим явищем. «Ослабітель» використовують в вимірювальних приладах – найчастіше крихітні диски, які фізично блокують інтенсивне світло зірок в поле зору (це ніби тримати руку над очима, щоб заступити сонце), дозволяючи виявити особливості зірки.

Але у «ослабітель» є обмеження. Хоча вони і дозволяють виявити екозпланету на віддаленій відстані від зірки, залишається безліч невпізнаних об’єктів поблизу її. Виходить, що цілі системи можуть бути недоступними для нашого огляду, якщо їх орбіти невеликі.

Однак новий пристрій – «вихровий коронограф», встановлений в обсерваторії Кека на Гаваях, змінює властивості світла. Він показав наявність коричневого карлика, що обертається близько до зірки HIP 79124 (на фото зверху) і виділив формування планетної хмари навколо молодої зірки HD 141569. Їх ніколи б не помітили, використовуючи звичні методи.

«Вихровий коронограф дозволяє заглянути в регіони зірок, де ховаються планети-гіганти, на зразок Юпітера і Сатурна», – сказав учений Дмитро Мавет з Лабораторії реактивного руху НАСА. – «До сих пір ми могли отримувати знімки тільки близьких до нас об’єктів. А тепер розглядаємо планети, розташовані близько до своїх батьківських зірок. Їх відстань приблизно таке ж, як від Юпітера до Сонця або в два-три рази менше, ніж дозволяли попередні спостереження ».

Вихровий коронограф маніпулює зоряним світлом. Фільтр з мікроскопічними концентричними кільцями діє так, щоб направляти яскраве світло зірки від оптики інструменту. Так як світло – це електромагнітні хвилі, то в центрі коронографа ці хвилі компенсують один одного (у фізиці – деструктивна інтерференція). Це створює темну область у центрі – «оптична сингулярність», яка ефективно блокує світло зірки.

Нагадуючи мініатюрний CD, вихрова маска коронографа зроблена з синтетичного алмазу. Мікроскопічний вигляд його концентричних кілець показаний праворуч.

У випадку з HIP 79124 орбіта коричневого карлика налічує 23 а.о. (1 а.е – один оберт Землі навколо Сонця). Ці об’єкти зазвичай сприймають як «не відбулися зірки» – утворюють міст між найбільш масивними планетами і найменш масивними зірками, а також володіють якостями обох.

В іншому дослідженні вивчили внутрішнє кільце планетного формування навколо зірки HD 141569. Висновки говорять про те, що матеріал складається з силікатної гальки, відомої, як олівін, якого багато в мантії Землі. Його температура досягала близько 100 Кальвіна (280 градусів за Фаренгейтом). Це трохи тепліше, ніж пояс астероїдів Сонячної системи.

Пільний диск планетарного матеріалу, що оточує молоду зірку HD 141 569, розташовану в 380 світлових років від нас.

«Три кільця навколо молодої зірки нагадують матрьошку, кожне з яких проходить через зміни, схожі на формування планет», – сказав Мавет. – «Ми помітили, що силікатні зерна мають нагромаджені камінчики, які і є будівельними боками планетних ембріонів».

Цей механізм допоможе астрономам краще зрозуміти процеси формування світів навколо інших зірок, а це, в свою чергу, поліпшить знання про нашу сонячній системі. Зрештою, цей метод допоможе зробити перше пряме зображення реальної Землі.

«Сила вихору дозволяє зняти зображення планет, розташованих близько до зірки, чого ми поки так і не змогли зробити для Землі», – сказав Джин Серабян. – «Цей механізм дозволить вперше відшукати такі ж блакитні точки в космічному просторі, як і наша».

Ссылка на основную публикацию