Метод ADI для непосредственного наблюдения экзопланет — как это работает Страница 1 из 3







[От переводчика] Наверное многие, когда речь заходит о поиске экзопланет, представляет себе человека, смотрящего в окуляр огромного телескопа. К сожалению, это так не работает. Даже для самых лучших современных телескопов наблюдение экзопланеты — сложная задача, так как сами планеты имеют маленький размер, а их излучение чрезвычайно сложно отличить от излучения звезды. Для этого применяют ряд интересных методов, один из которых — ADI (Angular Differential Imaging) — и будет рассмотрен в этой статье.


Введение
Одна из наиболее сложных задач, стоящих перед современной астрономией — съемка планет, находящихся за пределами Солнечной системы, и вращающихся вокруг других звезд. По сложности эту задачу можно сравнить с поиском светлячка, который летает вокруг 300-ваттного прожектора на расстоянии в несколько километров от наблюдателя — для того, чтобы различить близко находящиеся источники излучения друг от друга вам понадобится не только зеркало большого диаметра, но и самая совершенная оптика, способная компенсировать искажения, вносимые атмосферой Земли. Однако даже если у вас будет доступ к самым современным оптическим телескопам, изображение, которое вы сможете получить, будет выглядеть примерно вот так:





Перед вами необработанное изображение звезды GJ 758. Оно сделано на длине волны в 1,6мкм, поэтому цвета здесь ложные — изменение цвета от черного к красному показывает только изменение яркости. Черные пятна в центре — это области, настолько яркие, что точно измерить их значение при текущих настройках аппаратуры не удалось. Наконец, белые лучи — это дифракционные искажения, появившиеся в данном случае из-за наличия у телескопа так называемых растяжек — элементов конструкции, которые удерживают вторичное зеркало телескопа.

Вокруг GJ 758 вращаются два кандидата на звание экзопланеты, однако различить их на этом изображении не представляется возможным, так как огромное гало полностью «забивают» их свет. Для обнаружения этих объектов необходимо как можно лучше «очистить» изображение от света самой звезды — но как отличить звездный свет от света планеты и дифракционных искажений? Для того, чтобы сделать это, нужно сначала понять, почему искажения вообще появляются.

Искажения
Самый очевидный из источников искажений, формирующих гало вокруг звезды, это атмосфера Земли. Звездный свет, проходя через нее, искажается еще до того, как попадет на зеркало телескопа. Более того, поскольку атмосфера всегда находится в движении, эти искажения не постоянны, а изменчивы, причем изменяются они очень быстро — каждые несколько десятков миллисекунд. Именно такой рассеянный атмосферой звездный свет и будет выглядеть как мягкое гало вокруг звезды. Современная оптика позволяет в некоторой степени уменьшить количество таких искажений, но полностью устранить их не в состоянии.

Еще большим источником искажений являются изъяны в зеркалах телескопа, а так же растяжки, на которых крепится вторичное зеркало. Эти искажения будут иметь гораздо более постоянный характер — изменяться они будут, например, за счет колебания температуры, или из-за перемещения одних частей телескопа относительно других. Из-за этого постоянства подобные искажения называют псевдостатическими. Именно псевдостатические искажения ответственны за появление на гало темных пятнышек, которые хоть и похожи на планеты, но на самом деле ими не являются.


  • 907
  • 29/09/2014


Поделись



Подпишись



Смотрите также