Η μελέτη των εξωπλανητών έχει προχωρήσει πολύ τα τελευταία χρόνια, χάρη σε μεγάλο βαθμό στην αποστολή Kepler. Αλλά αυτή η αποστολή έχει τους περιορισμούς της. Είναι δύσκολο για τον Κέπλερ, και για άλλες τεχνολογίες, να απεικονίζει περιοχές κοντά στα αστέρια τους. Τώρα ένα νέο όργανο που ονομάζεται στρογγυλός δίνης, εγκατεστημένο στο Παρατηρητήριο Keck της Χαβάης, επιτρέπει στους αστρονόμους να δουν πρωτοπλανητικούς δίσκους που βρίσκονται πολύ κοντά στα αστέρια που βρίσκονται σε τροχιά.
Το πρόβλημα με την προβολή δίσκων σκόνης, ακόμη και πλανητών, κοντά στα αστέρια τους είναι ότι τα αστέρια είναι πολύ πιο φωτεινά από τα αντικείμενα που τα περιστρέφουν. Τα αστέρια μπορεί να είναι δισεκατομμύρια φορές πιο φωτεινά από τους πλανήτες που βρίσκονται κοντά τους, καθιστώντας σχεδόν αδύνατο να τα δούμε στο έντονο φως. «Η δύναμη της δίνης έγκειται στην ικανότητά της να απεικονίζει πλανήτες πολύ κοντά στο αστέρι τους, κάτι που δεν μπορούμε να κάνουμε ακόμα για πλανήτες σαν τη Γη», δήλωσε ο Gene Serabyn του Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA. «Η κορώνα της δίνης μπορεί να είναι το κλειδί για τη λήψη των πρώτων εικόνων μιας απαλής μπλε κουκκίδας σαν τη δική μας».
«Η δύναμη της δίνης έγκειται στην ικανότητά της να απεικονίζει πλανήτες πολύ κοντά στο αστέρι τους, κάτι που δεν μπορούμε ακόμη να κάνουμε για πλανήτες σαν τη Γη». - Gene Serabyn, JPL.
«Το στρογγυλογράφημα δίνης μας επιτρέπει να κοιτάξουμε στις περιοχές γύρω από αστέρια όπου υποτίθεται ότι σχηματίζουν γιγαντιαίοι πλανήτες όπως ο Δίας και ο Κρόνος», δήλωσε ο Ντμίτρι Μουέτ, ερευνητής στο εργαστήριο Jet Propulsion της NASA και Caltech, και οι δύο στην Πασαντένα. «Πριν από τώρα, μπορούσαμε να φανταστούμε μόνο γίγαντες φυσικού αερίου που γεννιούνται πολύ πιο μακριά. Με τη δίνη, θα είμαστε σε θέση να δούμε πλανήτες σε τροχιά τόσο κοντά στα αστέρια τους όσο ο Δίας είναι στον ήλιο μας, ή περίπου δύο έως τρεις φορές πιο κοντά από αυτό που ήταν δυνατό πριν. "
Αντί να κρύβει το φως των αστεριών, όπως και άλλες μέθοδοι προβολής εξωπλανητών, το στρογγυλό στροβίλο ανακατευθύνει το φως μακριά από τους ανιχνευτές συνδυάζοντας τα φωτεινά κύματα και ακυρώνοντάς τα. Επειδή δεν υπάρχει απόκρυφη μάσκα, η κορώνα στροβιλισμού μπορεί να συλλάβει εικόνες περιοχών πολύ πιο κοντά στα αστέρια από ό, τι άλλα σημεία. Ο Ντμίτρι Μάουετ, ερευνητής επιστήμονας που εφηύρε το νέο κορωνάκι, το συγκρίνει με το μάτι μιας καταιγίδας.
«Το όργανο καλείται στεφανιαία στροφών επειδή το φως του αστεριού επικεντρώνεται σε μια οπτική μοναδικότητα, η οποία δημιουργεί μια σκοτεινή τρύπα στη θέση της εικόνας του αστεριού», δήλωσε ο Mawet. «Οι τυφώνες έχουν μια μοναδικότητα στα κέντρα τους όπου οι ταχύτητες του ανέμου πέφτουν στο μηδέν - το μάτι της καταιγίδας. Το δελτίο περιστροφής μας είναι βασικά το μάτι μιας οπτικής καταιγίδας όπου στέλνουμε το αστέρι. "
Τα αποτελέσματα από τη στεφάνη δίνης παρουσιάζονται σε δύο δημοσιεύσεις (εδώ και εδώ) που δημοσιεύθηκαν στο Astronomical Journal του Ιανουαρίου 2017. Μία από τις μελέτες ήταν επικεφαλής του Gene Serabyn της JPL, ο οποίος είναι επίσης επικεφαλής του έργου Keck vortex. Αυτή η μελέτη παρουσίασε την πρώτη άμεση εικόνα του HIP79124 B, ενός καφέ νάνου που είναι 23 AU από το αστέρι του, στην περιοχή σχηματισμού αστεριών που ονομάζεται Scorpius-Centaurus.
«Η ικανότητα να βλέπουμε πολύ κοντά στα αστέρια μας επιτρέπει επίσης να ψάχνουμε για πλανήτες γύρω από πιο μακρινά αστέρια, όπου οι πλανήτες και τα αστέρια φαίνονται πιο κοντά. Το να έχεις τη δυνατότητα να κοιτάς μακρινά αστέρια για πλανήτες είναι σημαντικό για να πιάσεις πλανήτες που εξακολουθούν να σχηματίζονται », δήλωσε ο Serabyn.
«Το να έχεις τη δυνατότητα να κοιτάς μακρινά αστέρια για πλανήτες είναι σημαντικό για να πιάσεις πλανήτες που σχηματίζονται ακόμη». - Gene Serabyn, JPL.
Η δεύτερη από τις δύο μελέτες δίνης παρουσίασε εικόνες ενός πρωτοπλανητικού δίσκου γύρω από το νεαρό αστέρι HD141569A. Αυτό το αστέρι έχει στην πραγματικότητα τρεις δίσκους γύρω του, και η στεφάνη μπόρεσε να συλλάβει μια εικόνα του εσωτερικού δακτυλίου. Ο συνδυασμός των δεδομένων στροβιλισμού με δεδομένα από τις αποστολές Spitzer, WISE και Herschel έδειξε ότι το πλανητικό υλικό στο δίσκο αποτελείται από κόκκους ολιβίνης μεγέθους με βότσαλα. Το Olivine είναι ένα από τα πιο άφθονα πυριτικά στον μανδύα της Γης.
«Τα τρία δαχτυλίδια γύρω από αυτό το νεαρό αστέρι είναι φωλιασμένα σαν ρωσικές κούκλες και υποβάλλονται σε δραματικές αλλαγές που θυμίζουν πλανητικό σχηματισμό», δήλωσε ο Mawet. "Έχουμε δείξει ότι οι πυριτικοί κόκκοι έχουν συσσωματωθεί σε βότσαλα, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία των εμβρύων του πλανήτη."
Αυτές οι εικόνες και οι μελέτες είναι μόνο η αρχή για το κορώνα στροφών. Θα χρησιμοποιηθεί για την εξέταση πολλών νεότερων πλανητικών συστημάτων. Συγκεκριμένα, θα εξετάσει πλανήτες κοντά στις λεγόμενες «γραμμές παγετού» σε άλλα ηλιακά συστήματα. Είναι η περιοχή γύρω από τα συστήματα αστεριών όπου είναι αρκετά κρύα για μόρια όπως το νερό, το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα να συμπυκνωθούν σε συμπαγείς, παγωμένους κόκκους. Η τρέχουσα σκέψη λέει ότι η γραμμή παγετού είναι η διαχωριστική γραμμή μεταξύ όπου σχηματίζονται βραχώδεις πλανήτες και πλανήτες αερίου. Οι αστρονόμοι ελπίζουν ότι το κορωνάκι μπορεί να απαντήσει σε ερωτήσεις σχετικά με τους καυτούς Δία και τους καυτούς Ποσειδώνες.
Οι καυτοί Δία και οι Ποσειδώνες είναι μεγάλοι αέριοι πλανήτες που βρίσκονται πολύ κοντά στα αστέρια τους. Οι αστρονόμοι θέλουν να μάθουν αν αυτοί οι πλανήτες σχηματίστηκαν κοντά στη γραμμή του παγετού μεταναστεύθηκαν προς τα μέσα προς τα αστέρια τους, επειδή είναι αδύνατο να σχηματιστούν τόσο κοντά στα αστέρια τους. Το ερώτημα είναι, ποιες δυνάμεις τους ανάγκασαν να μεταναστεύσουν προς τα μέσα; «Με λίγη τύχη, θα μπορούσαμε να πιάσουμε πλανήτες στη διαδικασία της μετανάστευσης μέσω του δίσκου που σχηματίζει πλανήτες, κοιτάζοντας αυτά τα πολύ μικρά αντικείμενα», δήλωσε ο Mawet.
