Изучаването на екзопланети през последните години постигна голям напредък благодарение в голяма степен на мисията Kepler. Но тази мисия има своите ограничения. За Kepler и за други технологии е трудно да представят региони, близки до техните звезди. Сега нов инструмент, наречен вихрови коронаграф, инсталиран в обсерваторията на Кек на Хавай, позволява на астрономите да гледат протопланетарни дискове, които са в непосредствена близост до звездите, които обикалят около тях.
Проблемът с гледането на дискове с прах и дори планети, близки до техните звезди е, че звездите са толкова по-ярки от обектите, които ги орбитат. Звездите могат да бъдат милиарди пъти по-ярки от планетите в близост до тях, което прави почти невъзможно да ги видите в отблясъците. „Силата на вихъра се състои в способността му да изобразява планети много близо до своята звезда, нещо, което все още не можем да направим за планети, подобни на Земята“, казва Джийн Серабин от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА (JPL). „Вихровият коронаграф може да е от ключово значение за правенето на първите изображения на бледосиня точка като нашата собствена.“
„Силата на вихъра се състои в способността му да изобразява планети много близо до своята звезда, нещо, което все още не можем да направим за планети, подобни на Земята.“ - Джийн Серабин, JPL.
„Вихровият коронаграф ни позволява да надникнем в регионите около звезди, където уж се образуват гигантски планети като Юпитер и Сатурн“, казва Дмитрий Моует, изследовател в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА и Caltech, както в Пасадена. „Досега успяхме да представим само газови гиганти, които се раждат много по-далеч. С вихъра си ще можем да видим планети, които обикалят около орбитите си толкова близо, колкото Юпитер до нашето слънце, или около два до три пъти по-близо от това, което беше възможно преди. "
Вместо да маскира светлината на звезди, подобно на други методи за гледане на екзопланети, вихровият коронаграф пренасочва светлината далеч от детекторите, като комбинира светлинни вълни и ги отменя. Тъй като няма окултна маска, вихровият коронаграф може да улавя изображения на региони, много по-близки до звездите, отколкото другите коронаграфи. Дмитри Маует, изследовател, който изобретил новия коронаграф, го сравнява с окото на буря.
„Инструментът се нарича вихров коронаграф, тъй като звездната светлина е съсредоточена върху оптична сингулярност, която създава тъмна дупка на мястото на изображението на звездата“, каза Маует. „Ураганите имат особеност в своите центрове, където скоростите на вятъра спадат до нула - окото на бурята. Нашият вихрови коронаграф е всъщност окото на оптична буря, където изпращаме звездната светлина. "
Резултатите от вихровия коронаграф са представени в два доклада (тук и тук), публикувани в астрономическото списание за януари 2017 г. Едно от проучванията беше ръководено от Джийн Серабин от JPL, който също е ръководител на проекта за вихър Ketex. Това проучване представи първото пряко изображение на HIP79124 B, кафяво джудже, което е на 23 АС от неговата звезда, в зоната, образуваща звезда, наречена Скорпий-Кентавър.
„Способността да виждаме много близо до звездите също ни позволява да търсим планети около по-далечни звезди, където планетите и звездите ще изглеждат по-близо един до друг. Имането на способност да изследва далечни звезди за планети е важно за улавяне на планети, които все още се формират “, каза Серабин.
„Имането на способност да изследва далечни звезди за планети е важно за улавяне на все още формиращи се планети.“ - Джийн Серабин, JPL.
Второто от двете вихрови проучвания представи изображения на протопланетен диск около младата звезда HD141569A. Тази звезда всъщност има три диска около нея и коронаграфът успя да улови изображение на най-вътрешния пръстен. Комбинирането на вихровите данни с данни от мисиите Spitzer, WISE и Herschel показа, че материалът, образуващ планетата в диска, е съставен от камъчета с оливин с размер на камъчета. Olivine е един от най-разпространените силикати в земната мантия.
„Трите пръстена около тази млада звезда са вложени като руски кукли и претърпяват драматични промени, напомнящи на планетарната формация“, каза Маует. „Ние показахме, че силикатните зърна се агломерират в камъчета, които са градивните елементи на планетни ембриони.“
Тези изображения и изследвания са само началото за вихровия коронаграф. Той ще бъде използван за разглеждане на много повече млади планетарни системи. По-специално, той ще разглежда планети в близост до така наречените „линии на замръзване“ в други слънчеви системи. Областта около звездни системи, където е достатъчно студено за молекули като вода, метан и въглероден диоксид да се кондензират в твърди ледени зърна. Настоящото мислене казва, че линията на замръзване е разделителната линия между мястото, където се образуват скални планети и газови планети. Астрономите се надяват, че коронаграфът може да отговори на въпроси за горещи Юпитери и горещи Нептуни.
Горещите Юпитери и Нептуни са големи газообразни планети, които се намират много близо до техните звезди. Астрономите искат да знаят дали тези планети са се образували близо до линията на замръзване, след което са мигрирали навътре към звездите си, защото е невъзможно да се формират толкова близо до своите звезди. Въпросът е какви сили са ги накарали да мигрират навътре? „С малко късмет можем да хванем планети в процеса на миграция през формиращия планетата диск, като гледаме тези съвсем млади обекти“, казва Маует.
