Eksoplanetų tyrimas pastaraisiais metais padarė didelę pažangą, didžiąja dalimi dėka Keplerio misijos. Bet ta misija turi savo trūkumų. Kepleriui ir kitoms technologijoms sunku vaizduoti regionus, esančius netoli jų žvaigždžių. Dabar Havajų Kecko observatorijoje sumontuotas naujas instrumentas, vadinamas sūkurio koronografu, leidžia astronomams pažvelgti į protoplanetinius diskus, esančius labai arti žvaigždžių, į kurias jie skrieja.
Dulkių diskų ir net planetų, esančių arti jų žvaigždžių, žiūrėjimo problema yra ta, kad žvaigždės yra daug ryškesnės už objektus, kurie aplink juos skrieja. Žvaigždės gali būti milijardus kartų ryškesnės nei šalia jų esančios planetos, todėl jų pamatyti akyje beveik neįmanoma. „Sūkurio galia slypi jo sugebėjime vaizduoti planetas, esančias labai arti jų žvaigždės - to mes dar negalime padaryti su Žemės panašiomis planetomis“, - sakė Gene Serabyn iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos (JPL). „Sūkurio koronografas gali būti raktas į pirmuosius šviesiai mėlyno taško, kaip mūsų pačių, vaizdus.“
„Sūkurio galia slypi jo sugebėjime vaizduoti planetas, esančias labai arti jų žvaigždės, to, ko mes dar negalime padaryti su Žemės panašiomis planetomis“. - Gene Serabyn, JPL.
„Sūkurio koronografas leidžia mums pažvelgti į regionus aplink žvaigždes, kur tariamai susidaro tokios milžiniškos planetos kaip Jupiteris ir Saturnas“, - teigė NASA Jet reaktyvinio varymo laboratorijos ir „Caltech“ tyrimų tyrinėtojas Dmitrijus Mawetas Pasadena mieste. „Iki šiol mes galėjome įsivaizduoti tik dujų gigantus, kurie gimsta daug toliau. Sūkuryje mes matysime planetas, besisukančias arčiau jų žvaigždžių, nei Jupiteris yra mūsų saulėje, arba maždaug du ar tris kartus arčiau nei buvo įmanoma anksčiau. “
Užuot maskavęs žvaigždžių šviesą, kaip ir kiti egzoplanetų žiūrėjimo būdai, sūkurinis koronografas nukreipia šviesą toliau nuo detektorių, derindamas šviesos bangas ir jas šalindamas. Kadangi nėra uždengtos kaukės, sūkurinis koronografas gali užfiksuoti daug arčiau žvaigždžių esančių regionų vaizdus nei kiti koronagrafai. Naująjį koronagrafą išradęs mokslininkas Dmitrijus Mawetas lygina jį su audros akimi.
„Priemonė vadinama sūkuriniu koronografu, nes žvaigždės šviesa yra nukreipta į optinį išskirtinumą, kuris sukuria tamsią skylę žvaigždės atvaizdo vietoje“, - sakė Mawet. „Uraganai turi išskirtinumą jų centruose, kur vėjo greitis sumažėja iki nulio - audros akis. Mūsų sūkurinis koronografas iš esmės yra optinės audros akis, kur mes siunčiame žvaigždę. “
Sūkurio koronografijos rezultatai pateikiami dviejuose darbuose (čia ir čia), paskelbtuose 2017 m. Sausio mėn. Astronomijos žurnale. Vienam tyrimui vadovavo JPL Gene Serabyn, kuris taip pat vadovauja Keck sūkurio projektui. Šis tyrimas parodė pirmąjį tiesioginį HIP79124 B, rudosios nykštukės, esančios 23 AU atstumu nuo jos žvaigždės, atvaizdą žvaigždžių formavimo regione, pavadinimu Scorpius-Kentauras.
„Galimybė pamatyti labai arti žvaigždžių taip pat leidžia mums ieškoti planetų aplink atokesnes žvaigždes, kur planetos ir žvaigždės būtų arčiau viena kitos. Galimybė apžiūrėti tolimas žvaigždes už planetų yra svarbi norint pagauti vis dar formuojančias planetas “, - sakė Serabynas.
„Galimybė apžiūrėti tolimas žvaigždes už planetų yra svarbi norint pagauti vis dar formuojančias planetas“. - Gene Serabyn, JPL.
Antrame iš dviejų sūkurinių tyrimų buvo pateikti protoplanetinio disko, esančio aplink jauną žvaigždę HD141569A, vaizdai. Ta žvaigždė iš tikrųjų turi tris diskus aplink ją, o koronografas sugebėjo užfiksuoti vidinio žiedo vaizdą. Derinant sūkurio duomenis su „Spitzer“, WISE ir Herschel misijų duomenimis, paaiškėjo, kad diske esančią planetą sudarančią medžiagą sudaro žvirgždo dydžio olivino grūdeliai. Olivinas yra vienas gausiausių silikatų Žemės mantijoje.
„Trys žiedai, esantys aplink šią jauną žvaigždę, yra lizdai kaip rusiškos lėlės ir vyksta dramatiški pokyčiai, primenantys planetos formavimąsi“, - sakė Mawet. „Mes parodėme, kad silikato grūdai aglomeravosi į akmenukus, kurie yra planetos embrionų statybiniai blokai“.
Šie vaizdai ir tyrimai yra tik sūkurinės koronografijos pradžia. Jis bus naudojamas pažvelgti į daug daugiau jaunų planetų sistemų. Visų pirma, tai bus žvelgiama į planetas, esančias šalia vadinamųjų „šalčio linijų“ kitose saulės sistemose. Tai yra regionas aplink žvaigždžių sistemas, kuriame jis yra pakankamai šaltas, kad molekulės, tokios kaip vanduo, metanas ir anglies dioksidas, kondensuotųsi į kietus, ledinius grūdus. Dabartinis mąstymas sako, kad šalčio linija yra skiriamoji linija tarp to, kur susidaro uolingos ir dujų planetos. Astronomai tikisi, kad koronografas gali atsakyti į klausimus apie karštus Jupiterius ir karštus Neptūnus.
Karšti Jupiteriai ir Neptūnai yra didelės dujinės planetos, esančios labai arti jų žvaigždžių. Astronomai nori sužinoti, ar šios planetos, suformuotos arti šalčio linijos, paskui migruoja į vidų link savo žvaigždžių, nes jiems neįmanoma susiformuoti taip arti savo žvaigždžių. Kyla klausimas, kokios jėgos privertė juos migruoti į vidų? „Turėdami šiek tiek pasisekimo, galime sugauti planetas migruodami per planetą formuojantį diską, žiūrėdami į šiuos labai jaunus objektus“, - sakė Mawet.
