Изображение β Pictoris b, полученное Обсерваторией Стюарда - верхнее изображение, благодаря аподизирующей фазовой пластине [APP, Apodizing Phase Plate] - нижнее изображение. (Фотографии Европейской Южной Обсерватории) (кликните картинку для увеличения)

21.10.2010 (12:41)
Просмотров: 4544
Рейтинг: 1.46
Голосов: 13

Теги:
экзопланета, телескоп,

Естественные науки >> Астрономия

Используя новые оптические технологии, разработанные в Обсерватории Стюарда Университета Аризоны, международная группа астрономов получила изображение планеты, обращающейся по настолько близкой к своей звезде орбите, чем любая из ранее обнаруженных визуально внесолнечных планет.

Опубликованное в Astrophysical Journal Letters открытие – это результат международного сотрудничества Обсерватории Стюарда, Швейцарской высшей технической школы Цюриха, Европейской южной обсерватории, Лейденского университета и Астрономического института Макса Планка.

Примененная на расположенном в Чили Очень большом телескопе [VLT, Very Large Telescope] Европейской южной обсерватории, новая технология позволила международной команде ученых подтвердить существование и движение по орбите β Pictoris b – планеты массой в 7 – 10 масс Юпитера, обращающаяся вокруг звезды β Pictoris [Pictoris – созвездие Живописца], расположенная в 63 световых годах от Солнечной системы.

В основе системы небольшой кусочек стекла с очень сложным вырезанным на поверхности рисунком. Получившее название аподизирующей фазовой пластины [APP, Apodizing Phase Plate] устройство определенным образом блокирует свет звезды, что позволяет планете, чей сигнал ранее забивал яркий свет звезды, появиться на изображении.

«Эта техника открывает новые двери в открытии планет», - заявляет Фил Хинц [Phil Hinz, глава Астрономического центра адаптивной оптики Обсерватории Стюарда]. «Ранее мы могли наблюдать только внешние планеты [звездных систем], находящиеся на расстоянии, сопоставимом с орбитой Нептуна и более. Теперь мы можем увидеть планеты, расположенные много ближе к своим звездам».

Другими словами, если инопланетный астроном из другой звездной системы изучал бы нашу Солнечную систему, используя предыдущие технологии для прямого обнаружения по изображению, то он увидел бы только Уран и Нептун. Внутренние планеты [Меркурий, Венера, Земля, Марс] и Сатурн не проявились бы на снимках этих инопланетян.

Чтобы оценить силу новой оптической системы наглядно: среднее расстояние от Нептуна до Солнца 30 астрономических единиц [а.е.], где одна а.е. приблизительно равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.

Согласно Хинцу, недавно запечатленная планета, β Pictoris b, обращается вокруг звезды β Pictoris на расстоянии около 7 а.е., где вещи становятся особенно интересными, «потому что там [между 5 и 10 а.е. от звезды], как мы полагаем, в большинстве звездных систем находится основная часть планетарной массы».

Хотя охотники за планетами используют множество косвенных методов для обнаружения «отпечатков» внесолнечных планет [планет за пределами Солнечной системы], например, по гравитационному влиянию планеты на звезду, лишь несколько экзопланет непосредственно наблюдались.

Согласно Хинцу, растущий зоопарк открытых на сегодняшний день экзопланет – главным образом газовые гиганты на внешних орбитах – представляет собой нерепрезентативную выборку, так как размер и положение этих планет сделали их легкообнаружимыми.

«Можно сказать, что мы начали обзор с очень странных звездных систем. Разработанная нами техника позволяет поиск более типичных газовых гигантов меньшей массы, размером с Юпитер», - заявил Хинц.

«Впервые мы можем начать поиски газовых гигантов у ближайших ярких звезд, например, у Альфа Центавра».

Прорыв, позволивший наблюдателям с некоторой дополнительной обработкой полностью блокировать свет со звезды, был сделан благодаря очень сложному математическому моделированию.

«По сути, мы нейтрализуем ореол света звезды, который в противном случае заглушил бы сигнал планеты», - поясняет Джон Кодона [John Codona, Обсерватория Стюарда], разработавший теорию, стоявшую за техникой, которую он назвал фаз-аподизационной коронографией [phase-apodization coronagraphy].

«Если вы пытаетесь найти что-то, что в тысячи или миллионы раз тусклее звезды, то ореол становится очень большой проблемой».

Для обнаружения слабого светового сигнала от внесолнечной планеты астрономы используют коронографы, блокирующие яркий диск звезды, подобно тому, как Луна, закрывающая Солнце во время затмения, позволяет обнаружить более слабые близлежащие объекты.

Используя собственный оригинальный математический подход, Кодона обнаружил сложный рисунок ряби волнового фронта, присутствие которого в падающем в телескоп звездном свете, позволяет частично убрать ореол, оставив нетронутым изображение самой звезды. Команда Обсерватории Стюарда использовала обработанный кусочек инфракрасного оптического стекла размером и формой с таблетку от кашля, чтобы ввести рябь. Размещенное на оптическом пути телескопа устройство APP берет небольшую часть звездного света и дифрагирует ее в ореол звезды, нейтрализуя его.

«Это подобно тому эффекту, что вы можете наблюдать, когда ныряете в океан и смотрите на Солнце с глубины», - объясняет [Sascha Quanz, Институт Астрономии Швейцарской высшей технической школы Цюриха]. «Волны на поверхности изгибают световые лучи, заставляя небо и облака выглядеть совсем иначе. Наша оптика работает подобным образом».

Чтобы блокировать яркий свет от звезды, обычные коронографы должны быть четко выстроены в линию. Полученная таким образом система высокочувствительна к волнениям, даже мягкий ночной бриз, вызвавший вибрацию телескопа, может послужить причиной для уничтожения изображения. В противоположность этому, APP не требует этой настройки [нацеливания] и работает одинаково хорошо с любой звездой или областью изображения.

«Наша система невосприимчива к волнениям подобного рода. Это значительно упрощает наблюдения и делает их много более эффективными», - заявил Кодона.

	Читать @SciLibCom Твитнуть Нравится

Николай Никитин

Также по теме:

Источники:

Пресс-релиз Университета Аризоны