Hunter
Már nem zavarja a csillagfény az exobolygó kutatásokat
Egy apró üvegdarab, felületén egy rendkívül összetett sémával jelentősen megkönnyítheti az exobolygó kutatást, kiiktatva a csillagok zavaró fényét.
Egy új optikai technológiával sikerült felvételeket készíteni egy 63 fényévnyire elhelyezkedő exobolygóról. Az Astrophysical Journal Letters szaklapban publikált felfedezés egy nemzetközi együttműködés eredménye, melyben részt vett az Arizona Egyetem Steward Obszervatóriuma, a Svájci Szövetségi Műszaki Intézet, az Európai Déli Obszervatórium (ESO), a Leideni Egyetem, valamint a Max Planck Csillagászati Intézet. A rendszer magja egy apró üvegdarab, felületén egy rendkívül összetett sémával. Az APP (Apodizált Fázis Lemez) elnevezésű eszköz rendkívül körmönfontan zárja ki a csillagfényt, lehetővé téve, hogy olyan bolygók is megjelenjenek a felvételeken, amiknek a jeleit eddig elnyomták a csillagok fényei.
"Ez a technika új utat nyit a bolygófelfedezésben" - nyilatkozott Phil Hinz, az Arizona Egyetem Csillagászati Adaptív Optikák Központjának igazgatója. "Egészen mostanáig csak a naprendszerek külső bolygóit tudtuk észlelni, a Neptun pályájának tartományában, illetve azon túl, most azonban a szülő csillagaikhoz jóval közelebb eső bolygókat is láthatjuk."
Az eddigi földi technikákkal ha egy másik naprendszerből szemlélnénk a miénket, csupán az Uránuszt és a Neptunuszt látnánk, a belső bolygók, a Merkúr, a Vénusz, a Föld, a Mars és a Szaturnusz egyszerűen nem jelennének meg a távcsövek felvételein. Az új technikával vizsgált Béta Pictoris rendszerben elhelyezkedő Béta Pictoris b nevű bolygó körülbelül 7 CSE (csillagászati egység, ami megegyezik a Nap-Föld távolsággal) távolságban kering csillagától. Ez az a távolság, ahol különösen érdekes dolgok rejtőzhetnek egy naprendszerben, "mert a bolygótömeg nagy része elméletileg 5 és 10 CSE között helyezkedik el ", magyarázta Hinz.
Az eddigi technikai korlátok miatt a felfedezett exobolygók többsége a Naprendszerben található gázóriásoknál is jóval nagyobbak voltak, az új optikával azonban elmozdulhatnak a szuperóriások irányából a kisebb tömegű, Jupiter méretű óriásbolygók felé, véli Hinz. "Először kutathatunk a közeli fényes csillagok körül, mint az Alfa Centauri, hogy lássuk, rendelkeznek-e gázóriásokkal" - tette hozzá.
Az áttörés, ami idővel teljes egészében kiszűrheti a csillagfényt, egy rendkívül komplex matematikai modellezés eredménye, aminek a csillagok fényudvara, a "halo" a célpontja. "Alapvetően kiiktatjuk a csillagfényudvart, ami egyébként elnyomná a bolygó fényjelét" - nyilatkozott az arizonaiak részéről a technika mögött meghúzódó elmélet, a fázis-apodizációs koronagráf kifejlesztője, Johanan Codona. "Ha megpróbálunk megtalálni valamit, ami több ezerszer, vagy akár egymilliószor halványabb, mint a csillag, akkor a halo kezelése igen nagy kihívást jelent."
Az APP egy korai változata
A naprendszeren kívüli bolygók halvány fényjeleinek észleléséhez a csillagászok koronagráfokra kénytelenek hagyatkozni, ami blokkolja az adott csillag fényes korongját, valahogy úgy, ahogy a Hold egy-egy napfogyatkozás alkalmával kitakarja a Napot, lehetővé téve a közeli, halványabb objektumok előtűnését. Codona saját rendhagyó matematikai megközelítését alapul véve egy komplex sémát fedezett fel a hullámfront fodrozódásokban, amik ha jelen vannak a távcsőbe belépő csillagfényben, kiiktatja a fényudvar részt, ugyanakkor magát a csillag képét érintetlenül hagyja.
A csapat egy infravörös optikai üveg megmunkálásával felvitte a fodrozódást, ami szabad szemmel szinte láthatatlan, a csillagfényre azonban jelentős hatást gyakorol. Az elkészült APP eszköz a távcsőben a csillagfény egy kis részét eltéríti a csillag fényudvarába, ezáltal semlegesítve azt. "A hatás hasonló ahhoz, amit például tenger alatti búvárkodáskor tapasztalunk, ha a víz alól szemléljük a napot" - magyarázta Sascha Quanz, a Svájci Szövetségi Műszaki Intézet munkatársa, a tanulmány vezetője. A vízfelszín hullámai meghajlítják a fénysugarakat, így a napot és az eget teljesen másként látjuk. A mi optikánk is valahogy így működik."
A hagyományos koronagráfokhoz rendkívül pontos beállítások kellenek a megfelelő eredmény eléréséhez, és a legkisebb légköri zavar is tönkreteheti az észlelést. Az APP ezzel szemben nem igényel túlzott előkészületeket és bármely csillaggal, vagy lokációval egyformán jól alkalmazható. "Rendszerünk nem törődik az ilyen jellegű zavarokkal. Összehasonlíthatatlanul könnyebbé és sokkal hatékonyabbá teszi az észleléseket" - összegzett Codona.
Egy új optikai technológiával sikerült felvételeket készíteni egy 63 fényévnyire elhelyezkedő exobolygóról. Az Astrophysical Journal Letters szaklapban publikált felfedezés egy nemzetközi együttműködés eredménye, melyben részt vett az Arizona Egyetem Steward Obszervatóriuma, a Svájci Szövetségi Műszaki Intézet, az Európai Déli Obszervatórium (ESO), a Leideni Egyetem, valamint a Max Planck Csillagászati Intézet. A rendszer magja egy apró üvegdarab, felületén egy rendkívül összetett sémával. Az APP (Apodizált Fázis Lemez) elnevezésű eszköz rendkívül körmönfontan zárja ki a csillagfényt, lehetővé téve, hogy olyan bolygók is megjelenjenek a felvételeken, amiknek a jeleit eddig elnyomták a csillagok fényei.
"Ez a technika új utat nyit a bolygófelfedezésben" - nyilatkozott Phil Hinz, az Arizona Egyetem Csillagászati Adaptív Optikák Központjának igazgatója. "Egészen mostanáig csak a naprendszerek külső bolygóit tudtuk észlelni, a Neptun pályájának tartományában, illetve azon túl, most azonban a szülő csillagaikhoz jóval közelebb eső bolygókat is láthatjuk."
Az eddigi földi technikákkal ha egy másik naprendszerből szemlélnénk a miénket, csupán az Uránuszt és a Neptunuszt látnánk, a belső bolygók, a Merkúr, a Vénusz, a Föld, a Mars és a Szaturnusz egyszerűen nem jelennének meg a távcsövek felvételein. Az új technikával vizsgált Béta Pictoris rendszerben elhelyezkedő Béta Pictoris b nevű bolygó körülbelül 7 CSE (csillagászati egység, ami megegyezik a Nap-Föld távolsággal) távolságban kering csillagától. Ez az a távolság, ahol különösen érdekes dolgok rejtőzhetnek egy naprendszerben, "mert a bolygótömeg nagy része elméletileg 5 és 10 CSE között helyezkedik el ", magyarázta Hinz.
Az eddigi technikai korlátok miatt a felfedezett exobolygók többsége a Naprendszerben található gázóriásoknál is jóval nagyobbak voltak, az új optikával azonban elmozdulhatnak a szuperóriások irányából a kisebb tömegű, Jupiter méretű óriásbolygók felé, véli Hinz. "Először kutathatunk a közeli fényes csillagok körül, mint az Alfa Centauri, hogy lássuk, rendelkeznek-e gázóriásokkal" - tette hozzá.
Az áttörés, ami idővel teljes egészében kiszűrheti a csillagfényt, egy rendkívül komplex matematikai modellezés eredménye, aminek a csillagok fényudvara, a "halo" a célpontja. "Alapvetően kiiktatjuk a csillagfényudvart, ami egyébként elnyomná a bolygó fényjelét" - nyilatkozott az arizonaiak részéről a technika mögött meghúzódó elmélet, a fázis-apodizációs koronagráf kifejlesztője, Johanan Codona. "Ha megpróbálunk megtalálni valamit, ami több ezerszer, vagy akár egymilliószor halványabb, mint a csillag, akkor a halo kezelése igen nagy kihívást jelent."
Az APP egy korai változata
A naprendszeren kívüli bolygók halvány fényjeleinek észleléséhez a csillagászok koronagráfokra kénytelenek hagyatkozni, ami blokkolja az adott csillag fényes korongját, valahogy úgy, ahogy a Hold egy-egy napfogyatkozás alkalmával kitakarja a Napot, lehetővé téve a közeli, halványabb objektumok előtűnését. Codona saját rendhagyó matematikai megközelítését alapul véve egy komplex sémát fedezett fel a hullámfront fodrozódásokban, amik ha jelen vannak a távcsőbe belépő csillagfényben, kiiktatja a fényudvar részt, ugyanakkor magát a csillag képét érintetlenül hagyja.
A csapat egy infravörös optikai üveg megmunkálásával felvitte a fodrozódást, ami szabad szemmel szinte láthatatlan, a csillagfényre azonban jelentős hatást gyakorol. Az elkészült APP eszköz a távcsőben a csillagfény egy kis részét eltéríti a csillag fényudvarába, ezáltal semlegesítve azt. "A hatás hasonló ahhoz, amit például tenger alatti búvárkodáskor tapasztalunk, ha a víz alól szemléljük a napot" - magyarázta Sascha Quanz, a Svájci Szövetségi Műszaki Intézet munkatársa, a tanulmány vezetője. A vízfelszín hullámai meghajlítják a fénysugarakat, így a napot és az eget teljesen másként látjuk. A mi optikánk is valahogy így működik."
A hagyományos koronagráfokhoz rendkívül pontos beállítások kellenek a megfelelő eredmény eléréséhez, és a legkisebb légköri zavar is tönkreteheti az észlelést. Az APP ezzel szemben nem igényel túlzott előkészületeket és bármely csillaggal, vagy lokációval egyformán jól alkalmazható. "Rendszerünk nem törődik az ilyen jellegű zavarokkal. Összehasonlíthatatlanul könnyebbé és sokkal hatékonyabbá teszi az észleléseket" - összegzett Codona.
