Астрономы создали гениальный метод удаления бликов далеких звезд, чтобы обнаружить отраженный свет близко вращающихся экзопланет.
Когда ураган обрушивается на океан, то на воде появляется своеобразный регион спокойствия, который называют «глаз бури». Астрономам удалось применить этот принцип, чтобы создавать такие регионы спокойствия, но не в погоде, а в наблюдениях звездных систем.
Когда ученые пытаются найти миры, вращающиеся вокруг далеких звезд, у них возникает одинаковая проблема - звездный свет скрывает отражающийся свет экзопалнеты, приближенной к ней. Причем эти блики по яркости могут превосходить отраженный свет в миллионы раз. Это заставляет астрономов разрабатывать изощренные методы борьбы с этим явлением. «Ослабители» используют в измерительных приборах – чаще всего крошечные диски, которые физически блокируют интенсивный свет звезд в поле зрения (это словно держать руку над глазами, чтобы заслонить солнце), позволяя обнаружить особенности звезды.
Но у «ослабителей» есть ограничения. Хотя они и позволяют обнаружить экозпланету на удаленном расстоянии от звезды, остается множество неопознанных объектов вблизи ее. Получается, что целые системы могут быть недоступными для нашего обзора, если их орбиты небольшие.
Однако новое устройство – «вихревой коронограф», установленный в обсерватории Кека на Гавайях, изменяет свойства света. Он показал наличие коричневого карлика, вращающегося близко к звезде HIP 79124 (на фото сверху) и выделил формирование планетного облака вокруг молодой звезды HD 141569. Их никогда бы не заметили, используя привычные методы.
«Вихревый коронограф позволяет заглянуть в регионы звезд, где прячутся планеты-гиганты, вроде Юпитера и Сатурна», – сказал ученый Дмитрий Мавет из Лаборатории реактивного движения НАСА. – «До сих пор мы могли получать снимки только близких к нам объектов. А теперь рассматриваем планеты, расположенные близко к своим родительским звездам. Их расстояние примерно такое же, как от Юпитера до Солнца или в два-три раза меньше, чем позволяли предыдущие наблюдения».
Вихревой коронограф манипулирует звездным светом. Фильтр с микроскопическими концентрическими кольцами действует так, чтобы направлять яркий свет звезды от оптики инструмента. Так как свет – это электромагнитные волны, то в центре коронографа эти волны компенсируют друг друга (в физике – деструктивная интерференция). Это создает темную область в центре – «оптическая сингулярность», которая эффективно блокирует свет звезды.
В случае с HIP 79124 орбита коричневого карлика насчитывает 23 а.е. (1 а.е – один оборот Земли вокруг Солнца). Эти объекты обычно воспринимают как «несостоявшиеся звезды» – образуют мост между наиболее массивными планетами и наименее массивными звездами, а также обладают качествами обоих.
В другом исследовании изучили внутреннее кольцо планетного формирования вокруг звезды HD 141569. Выводы говорят о том, что материал состоит из силикатной гальки, известной, как оливин, которого много в мантии Земли. Его температура достигала около 100 Кальвина (280 градусов по Фаренгейту). Это немного теплее, чем пояс астероидов Солнечной системы.
«Три кольца вокруг молодой звезды напоминают матрешку, каждое из которых проходит через изменения, похожие на формирования планет», – сказал Мавет. – «Мы заметили, что силикатные зерна имеют нагроможденные камешки, которые и являются строительными боками планетных эмбрионов».
Этот механизм поможет астрономам лучше понять процессы формирования миров вокруг других звезд, а это, в свою очередь, улучшит знания о нашей Солнечной системе. В конце концов, этот метод поможет сделать первое прямое изображение реальной Земли.
«Сила вихря позволяет снять изображения планет, расположенных близко к звезде, чего мы пока так и не смогли сделать для Земли», – сказал Джин Серабян. – «Этот механизм позволит впервые отыскать такие же голубые точки в космическом пространстве, как и наша».