Eksoplanētu izpēte pēdējos gados ir daudz progresējusi, lielā mērā pateicoties Keplera misijai. Bet šai misijai ir savi ierobežojumi. Kepleram un citām tehnoloģijām ir grūti attēlot reģionus tuvu viņu zvaigznēm. Tagad Havaju Keka observatorijā uzstādītais jauns instruments, ko sauc par virpuļkoronogrāfu, ļauj astronomiem aplūkot protoplanetāros diskus, kas atrodas ļoti tuvu zvaigznēm, kuras viņi riņķo.
Putekļu disku un pat tuvu zvaigznēm tuvu planētu apskates problēma ir tā, ka zvaigznes ir tik daudz spilgtākas nekā objekti, kas tos riņķo. Zvaigznes var būt miljardiem reižu spožākas nekā planētas, kas atrodas netālu no tām, padarot to gandrīz neiespējamu redzēt spīdumā. "Virpiena spēks slēpjas spējā attēlot planētas, kas atrodas ļoti tuvu to zvaigznei, kaut ko vēl mēs nevaram izdarīt Zemei līdzīgām planētām," sacīja Gēns Serabiņš no NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL). "Virpuļkorogrāfs var būt atslēga, lai uzņemtu pirmos gaiši zila punkta attēlus, piemēram, mūsu pašu."
"Virpiena spēks slēpjas spējā attēlot planētas, kas atrodas ļoti tuvu zvaigznei, kaut ko tādu vēl mēs nevaram izdarīt Zemei līdzīgām planētām." - Gēns Serabiņš, JPL.
"Vortekskoronagrāfs ļauj mums iesaistīties reģionos ap zvaigznēm, kur it kā veidojas tādas milzu planētas kā Jupiters un Saturns," sacīja NASA Jet Propulsion Laboratory un Caltech pētnieks zinātnieks Dmitrijs Mawet gan Pasadena. “Līdz šim mēs varējām attēlot tikai tādus gāzes milžus, kuri ir dzimuši daudz tālāk. Ar virpuļa palīdzību mēs varēsim redzēt planētas, kas riņķo tik tuvu savām zvaigznēm, cik Jupiters atrodas mūsu saulei, vai apmēram divas līdz trīs reizes tuvāk nekā tas, kas bija iespējams iepriekš. ”
Tā vietā, lai maskētu zvaigžņu gaismu, tāpat kā citas eksoplanetu skatīšanas metodes, virpuļkorogrāfs novirza gaismu no detektoriem, apvienojot gaismas viļņus un tos izdzēšot. Tā kā nav maskējošas maskas, virpuļkorogrāfs var uztvert reģioniem daudz tuvākus attēlus nekā citi koronogrāfi. Dmitrijs Mavets, zinātnieks, kurš izgudroja jauno koronagrāfu, to salīdzina ar vētru.
"Instrumentu sauc par virpuļkoronogrāfu, jo zvaigznes gaisma ir vērsta uz optisko singularitāti, kas zvaigznes attēla vietā rada tumšu caurumu," sacīja Mawet. Viesuļvētras to centros ir atšķirīgas, ja vēja ātrums samazinās līdz nullei - vētras acij. Mūsu virpuļkorogrāfs būtībā ir optiskas vētras acs, kur mēs sūtām zvaigžņu gaismu. ”
Virpuļkorogrāfa rezultāti ir parādīti divos rakstos (šeit un šeit), kas publicēti 2017. gada janvāra Astronomijas žurnālā. Vienu no pētījumiem vadīja Džēns Serabiņš no JPL, kurš ir arī Keka virpuļprojekta vadītājs. Šajā pētījumā tika parādīts pirmais tiešais HIP79124 B attēls, brūns punduris, kas atrodas 23 AU attālumā no tā zvaigznes, zvaigžņu veidošanās reģionā, ko sauc par Skorpiju-Kentauru.
“Spēja redzēt ļoti tuvu zvaigznēm arī ļauj mums meklēt planētas ap attālākām zvaigznēm, kur planētas un zvaigznes parādītos tuvāk. Spēja spēt apzināt planētu attālās zvaigznes ir svarīga, lai notvertu vēl veidojošās planētas, ”sacīja Serabiņš.
"Lai spētu noķert planētas, kas joprojām veidojas, ir svarīgi spēt apzināt planētu attālās zvaigznes." - Gēns Serabiņš, JPL.
Otrajā no diviem virpuļpētījumiem tika parādīti protoplanētiskā diska attēli ap jauno zvaigzni HD141569A. Šai zvaigznei ap to ir trīs diski, un koronagrāfs spēja uztvert visdziļākā gredzena attēlu. Apvienojot virpuļa datus ar Spitzer, WISE un Herschel misiju datiem, parādījās, ka planētas veidojošo materiālu diskā veido olīvu graudi oļu lielumā. Olivīns ir viens no visbagātākajiem silikātiem Zemes mantijā.
"Trīs gredzeni ap šo jauno zvaigzni ir ligzdoti kā krievu lelles, un tajās notiek dramatiskas pārmaiņas, kas atgādina planētas veidošanos," sacīja Mawet. "Mēs esam parādījuši, ka silikāta graudi ir aglomerēti oļos, kas ir planētas embriju celtniecības bloki."
Šie attēli un pētījumi ir tikai sākums virpuļkorogrāfam. Tas tiks izmantots, lai apskatītu vēl daudzas jaunas planētu sistēmas. Jo īpaši tas apskatīs planētas netālu no tā saucamajām “sala līnijām” citās Saules sistēmās. Šis ir reģions ap zvaigžņu sistēmām, kur tas ir pietiekami auksts, lai molekulas, piemēram, ūdens, metāns un oglekļa dioksīds, kondensētos cietos, ledainos graudos. Pašreizējā domāšana saka, ka sala līnija ir robežšķirtne starp vietām, kur veidojas akmeņainas planētas un gāzes planētas. Astronomi cer, ka koronogrāfs var atbildēt uz jautājumiem par karstajiem Jupiteriem un karstajiem Neptūniem.
Karstie Jupiters un Neptunes ir lielas gāzveida planētas, kas atrodas ļoti tuvu zvaigznēm. Astronomi vēlas uzzināt, vai šīs planētas, kas izveidojās tuvu sala līnijai, pēc tam migrēja uz iekšu savu zvaigžņu virzienā, jo viņiem nav iespējams izveidot tik tuvu zvaigznēm. Jautājums ir, kādi spēki lika viņiem migrēt uz iekšu? "Ar nelielu veiksmi mēs varētu noķert planētas migrācijas procesā caur planētas veidojošo disku, apskatot šos ļoti jaunos objektus," sacīja Mawet.
