Štúdium exoplanet v posledných rokoch značne pokročilo, a to najmä vďaka misii Kepler. Táto misia má však svoje obmedzenia. Pre Keplera a pre ďalšie technológie je ťažké predstaviť si regióny blízko ich hviezd. Nový prístroj s názvom vírový koronograf, ktorý je nainštalovaný na observatóriu Keck na Havaji, umožňuje astronómom pozrieť sa na protoplanetárne disky, ktoré sú vo veľmi tesnej blízkosti hviezd, ktoré obiehajú.
Problém s prezeraním diskov prachu a dokonca aj planét blízko ich hviezd je v tom, že hviezdy sú oveľa jasnejšie ako objekty, ktoré ich obiehajú. Hviezdy môžu byť miliardy krát jasnejšie ako planéty v ich blízkosti, takže je takmer nemožné ich vidieť v oslnenom svetle. „Sila vírenia spočíva v jeho schopnosti zobrazovať planéty veľmi blízko svojej hviezdy, čo zatiaľ nemôžeme urobiť pre planéty podobné Zemi,“ povedal Gene Serabyn z Jet Propulsion Laboratory (JPL) agentúry NASA. "Vortexový koronograf môže byť kľúčom k nasnímaniu prvých obrázkov bledomodrej bodky, ako je tá naša."
"Sila víru spočíva v jeho schopnosti zobrazovať planéty veľmi blízko k ich hviezdam, čo ešte nemôžeme urobiť pre planéty podobné Zemi." - Gene Serabyn, JPL.
"Vortexový koronograf nám umožňuje nahliadnuť do oblastí okolo hviezd, kde sa údajne tvoria obrovské planéty ako Jupiter a Saturn," uviedol Dmitri Mawet, vedecký pracovník NASA Jet Propulsion Laboratory a Caltech v Pasadene. „Doteraz sme boli schopní len predstaviť plynových gigantov, ktorí sa rodia oveľa ďalej. Vďaka víru dokážeme vidieť planéty obiehajúce čo najbližšie k ich hviezdam, ako je Jupiter k nášmu Slnku, alebo asi dva až trikrát bližšie, než to, čo bolo predtým možné. ““
Namiesto maskovania svetla hviezd, ako iné metódy pozorovania exoplanet, vírový koronograf presmeruje svetlo preč od detektorov kombináciou svetelných vĺn a ich zrušením. Pretože neexistuje okultná maska, vírový koronograf dokáže zachytiť obrazy oblastí oveľa bližšie k hviezdam ako iné koronografy. Dmitrij Mawet, vedecký pracovník, ktorý vymyslel nový koronograf, ho prirovnáva k búrke.
"Tento nástroj sa nazýva vírový koronograf, pretože hviezdne svetlo sa sústreďuje na optickú singularitu, ktorá vytvára tmavý otvor v mieste obrazu hviezdy," uviedol Mawet. „Hurikány majú v centrách jedinečnosť, kde rýchlosť vetra klesá na nulu - oko búrky. Náš vírový koronograf je v podstate okom optickej búrky, kde vysielame hviezdne svetlo. “
Výsledky z vírového koronografu sú uvedené v dvoch publikáciách (tu a tu) uverejnených v januárovom Astronomickom časopise. Jedna zo štúdií viedla Gene Serabyn z JPL, ktorá je tiež vedúcou projektu vírenia Kecka. Táto štúdia predstavila prvý priamy obraz HIP79124 B, hnedého trpaslíka, ktorý je 23 AU od svojej hviezdy, v oblasti tvoriacej hviezdy zvanej Scorpius-Centaurus.
„Schopnosť vidieť veľmi blízko hviezd nám tiež umožňuje hľadať planéty okolo vzdialenejších hviezd, kde by sa planéty a hviezdy objavili bližšie k sebe. Schopnosť prieskumu vzdialených hviezd pre planéty je dôležitá pre zachytenie planét, ktoré sa stále formujú, “povedal Serabyn.
„Mať schopnosť skúmať vzdialené hviezdy pre planéty je dôležité pre zachytenie planét, ktoré sa stále formujú.“ - Gene Serabyn, JPL.
Druhá z dvoch vírových štúdií predstavila obrazy protoplanetárneho disku okolo mladej hviezdy HD141569A. Táto hviezda má v skutočnosti okolo seba tri disky a koronograf bol schopný zachytiť obraz najvnútornejšieho kruhu. Kombinácia údajov o vírení s údajmi z misií Spitzer, WISE a Herschel ukázala, že materiál tvoriaci planétu na disku je tvorený zrnkami olivínu veľkosti kamienkov. Olivín je jedným z najhojnejších silikátov v zemskom plášti.
"Tri prstene okolo tejto mladej hviezdy sú hniezdené ako ruské bábiky a prechádzajú dramatickými zmenami pripomínajúcimi planétovú formáciu," uviedol Mawet. "Ukázali sme, že kremičitanové zrná sa zhlukujú na kamienky, ktoré sú stavebnými kameňmi planétových embryí."
Tieto obrázky a štúdie sú iba začiatkom vírového koronografu. Použije sa pri pohľade na mnoho ďalších mladých planetárnych systémov. Najmä sa bude zaoberať planétami blízko takzvaných „mrazových vedení“ v iných solárnych systémoch. Je to oblasť okolo hviezdnych systémov, kde je dosť chladno, aby sa molekuly ako voda, metán a oxid uhličitý kondenzovali na pevné, ľadové zrná. Súčasné myslenie hovorí, že čiara mrazu je deliaca čiara medzi tým, kde sa tvoria skalné planéty a plynové planéty. Astronómovia dúfajú, že koronograf dokáže odpovedať na otázky týkajúce sa horúcich Jupiters a horúcich Neptunes.
Hot Jupiters a Neptunes sú veľké plynné planéty, ktoré sa nachádzajú veľmi blízko k ich hviezdam. Astronómovia chcú vedieť, či sa tieto planéty tvorili blízko mrazovej línie a potom migrovali smerom k svojim hviezdam, pretože je nemožné, aby sa formovali tak blízko k ich hviezdam. Otázka znie, aké sily ich prinútili migrovať dovnútra? "S trochou šťastia by sme mohli zachytiť planéty v procese migrácie cez disk tvoriaci planétu, pri pohľade na tieto veľmi mladé objekty," povedal Mawet.
