Eksoplaneetide uurimine on viimastel aastatel palju edasi arenenud, suuresti tänu Kepleri missioonile. Kuid sellel missioonil on oma piirangud. Kepleri ja teiste tehnoloogiate jaoks on keeruline kujutleda oma tähtede lähedal asuvaid piirkondi. Nüüd on Hawaii Kecki observatooriumis paigaldatud uus instrument, mida nimetatakse keerisekoronograafiks, mis võimaldab astronoomidel vaadata protoplanetaarseid kettaid, mis asuvad orbiidil olevate tähtede vahetus läheduses.
Tolmuketaste ja isegi nende tähtede lähedal asuvate planeetide vaatamise probleem on see, et tähed on nii palju heledamad kui neid ümbritsevad objektid. Tähed võivad olla miljardeid kordi heledamad kui nende lähedal olevad planeedid, muutes nende pimestamises nägemise peaaegu võimatuks. "Keerise jõud peitub võimes pildistada nende tähe lähedale planeete - midagi sellist, mida me ei saa veel teha Maa-sarnaste planeetide jaoks," ütles Gene Serabyn NASA reaktiivjõudude laboratooriumist (JPL). "Pöördekoronograaf võib olla võtmeks meie endi moodi kahvatusinisest punktist esimeste piltide tegemisel."
"Keerise jõud peitub tema võimes kujutleda planeete nende tähe lähedale - midagi sellist, mida me ei saa veel teha Maa-sarnaste planeetide jaoks." - Gene Serabyn, JPL.
"Pöördekoronograaf võimaldab meil pöörduda piirkondadesse, kus asuvad tähed, kus väidetavalt moodustuvad sellised hiiglaslikud planeedid nagu Jupiter ja Saturn," ütles NASA jetimootorite laboratooriumi ja Caltechi teadlane Dmitri Mawet, mõlemad Pasadenas. „Enne seda saime kujutleda ainult kaugemalt sündinud gaasihiiglasi. Keerise abil näeme planeete, mis tiirlevad nende tähtede lähedal nii lähedal, kui Jupiter on meie päikesele, või umbes kaks kuni kolm korda lähemal kui see, mis enne oli võimalik. ”
Tähtede valguse maskeerimise asemel, nagu ka teiste eksoplaneetide vaatamise meetodite korral, suunab keerisekoronograaf valguse detektoritest eemale, ühendades valguse lained ja kustutades need välja. Kuna varjatud maski pole, saab keerisekoronograaf hõivata tähtedele lähemal asuvate piirkondade pilte kui teistel koroonograafidel. Uue koronagraafi leiutanud teadlane Dmitri Mawet võrdleb seda tormi silmaga.
"Instrumenti nimetatakse keerisekoroonograafiks, kuna tähevalguse keskmes on optiline ainsus, mis loob tähe kujutise asukohta tumeda augu," ütles Mawet. “Orkaanide keskpunktis on ainsus, kus tuule kiirus langeb nullini - tormi silm. Meie keerisekoronograaf on põhimõtteliselt optilise tormi silm, kuhu saadame tähevalgust. ”
Keerisekoronograafi tulemused on esitatud kahes artiklis (siin ja siin), mis avaldati 2017. aasta jaanuari Astronoomiaajakirjas. Ühte uuringut juhtis JPL Gene Serabyn, kes on ka Kecki keeriste projekti juht. See uuring esitas HIP79124 B, pruun kääbuse, mis asub tähest 23 AU kaugusel, esimese otsepildi tähte moodustavas piirkonnas, mida nimetatakse Scorpius-Centaurus.
“Võimalus näha tähtede lähedal väga lähedal võimaldab meil otsida ka kaugemate tähtede ümber asuvaid planeete, kus planeedid ja tähed paistaksid lähemal. Veel moodustavate planeetide tabamiseks on oluline võime planeetide jaoks kaugeid tähti uurida, ”ütles Serabyn.
"Veel moodustuvate planeetide tabamiseks on oluline, et saaksime planeetide jaoks uurida kaugeid tähti," - Gene Serabyn, JPL.
Kahest keeristorust teises uuringus esitati noore tähe HD141569A ümber olevad protoplanetaarsed kettad. Sellel tähel on tegelikult kolm ketast ümber ja koronagraaf suutis jäädvustada pildi kõige sisemisest rõngast. Keeriste andmete ühendamine Spitzeri, WISE ja Herscheli missioonide andmetega näitas, et ketta planeedi moodustav materjal koosneb kivisuurustest oliviiniteradest. Oliviin on Maa vahevöös üks rikkalikumaid silikaate.
"Selle noore tähe ümber asuvad kolm rõngast on pesa moodi nagu vene nukud ja need toimuvad dramaatiliselt, meenutades planeedi moodustumist," ütles Mawet. "Oleme näidanud, et silikaatterad on aglomeerunud veeristeks, mis on planeedi embrüote ehitusplokid."
Need pildid ja uuringud on keeristoronagraafi jaoks alles algus. Seda kasutatakse veel paljude noorte planeedisüsteemide vaatamiseks. Eelkõige vaadeldakse teistes päikesesüsteemides nn külmakraadide lähedal asuvaid planeete. See on tähesüsteemide piirkond, kus on piisavalt külm, et molekulid, nagu vesi, metaan ja süsinikdioksiid, kondenseeruksid tahketeks, jäisteks teradeks. Praegune mõtlemine ütleb, et külmjoon on eraldusjoon kivide ja gaasiplaneetide moodustumise vahel. Astronoomid loodavad, et koronagraaf suudab vastata küsimustele kuumade Jupiterite ja kuumade Neptuunide kohta.
Kuumad Jupiterid ja Neptuunid on suured gaasilised planeedid, mida leidub nende tähtedele väga lähedal. Astronoomid tahavad teada, kas need külmakraadi lähedale moodustunud planeedid rändasid siis sissepoole oma tähtede poole, sest neil pole võimatu moodustada oma tähtede lähedale. Küsimus on selles, millised jõud sundisid neid sissepoole rändama? "Veidi õnne korral võime püüda planeete moodustava ketta kaudu rännates planeete, vaadates neid väga noori objekte," ütles Mawet.
