Версия для слабовидящих
Российские учёные научились "разглаживать" свет для поиска экзопланет Печать Email
Новости науки
31.03.2016

Физики из Московского физико-технического института (МФТИ) и Института космических исследований РАН (ИКИ РАН) разработали оптическую технологию "исправления" света, приходящего от далеких звёзд. Метод позволит значительно улучшить "зрение" телескопов и напрямую наблюдать экзопланеты, сопоставимые по размерам с Землей, сообщает пресс-служба МФТИ.

Напомним, что первые экзопланеты — планеты за пределами Солнечной системы — были обнаружены в конце XX века. На данный момент их известно более двух тысяч (хотя не все они пока подтверждены).

Но увидеть без специальных инструментов слабый свет звёзд, отражённый от самих планет практически невозможно, так как его "затмевает" излучение светил. По этой причине экзопланеты выявляют косвенными методами. Например, фиксируя слабые периодические колебания светимости звезды при прохождении планеты перед её диском (транзитный метод) или же определяя поступательные колебания самой звезды под действием притяжения планеты (метод лучевых скоростей).

Только в конце 2000-х годов астрономы впервые смогли напрямую получить снимки экзопланет, сейчас их известно лишь 65. Для таких съёмок используются коронографы, внутри которых есть "искусственная луна", которая закрывает часть поля зрения — сам солнечный диск, позволяя видеть тусклую солнечную корону.

Но есть загвоздка: для того чтобы повторить это со звездой из другой системы требуется значительно более высокий уровень точности и значительно более высокое разрешение самого телескопа, на котором установлен коронограф.

Видимый размер ближайших к нам планет подобных Земле составляет порядка 0,1 угловой секунды, а это близко к пределу разрешения современных космических телескопов. Например, разрешение космического телескопа "Хаббл" составляет около 0,05 угловой секунды.

В наземных телескопах, кроме прочего, для того чтобы убрать влияние атмосферных искажений, используется адаптивная оптика — зеркала, способные менять форму, подстраиваясь под состояние атмосферы. В некоторых случаях форма зеркала может выдерживаться с точностью до одного нанометра. Однако подобные системы не успевают за динамикой атмосферных изменений и стоят крайне дорого.

Группа под руководством Александра Таврова, доцента МФТИ и заведующего лабораторией Планетной астрономии ИКИ РАН, нашла способ обойтись относительно простыми и недорогими системами адаптивной оптики, получив при этом высочайшее разрешение.

Российские учёные использовали идею существенно несбалансированного интерферометра (Extremely Unbalanced Interferometer, EUI). Обычная интерферометрия подразумевает сложение волн с приблизительно равной интенсивностью для получения чёткого и контрастного изображения. В EUI свет делится на два луча (сильный и слабый), амплитуды которых относятся примерно как 1 к 10.

Слабый луч проходит через систему адаптивной оптики, после чего оба луча снова сводятся вместе и интерферируют друг с другом. В результате слабый луч как бы "разглаживает" свет сильного, что позволяет существенно уменьшить искажения формы волнового фронта, уменьшить вклад спеклов (случайной интерференционной картины).

"Благодаря использованию сравнительно простой оптической схемы мы можем получать необходимый для коронографов контраст изображения для прямого наблюдения планет земного типа. Конечно, по сравнению с зарубежными разработками наша система требует более сложной системы управления, но вместе с тем она гораздо меньше зависит от показателей температурной стабильности, что существенно упрощает её эксплуатацию в космосе", — говорит Тавров.

С помощью компьютерного моделирования учёными были установлены приблизительные характеристики разработанной системы. Согласно расчётам, получившаяся схема даёт контраст изображения приблизительно 10-9. Кроме того, было продемонстрировано, что EUI показывает ахроматизм — уменьшение аберраций (ошибки) при увеличении длины волны.

Учёные планируют создать лабораторный прототип и провести с ним ряд экспериментов. Как замечает Тавров: "Мы хотим увидеть далёкие миры в телескоп, но это говорит о том, что далёкие миры, тоже нас могут видеть. Достаточно небольшого опережения в технике, всего на 50 или 100 лет, чтобы делать это в разы точнее, чем сейчас доступно нам".

Описание идеи российских физиков было опубликовано в издании Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems.

Добавим, что недавно астрономы обнаружили экзопланету с самой "эксцентричной" орбитой.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2737258

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта