تقدمت دراسة الكواكب الخارجية كثيرًا في السنوات الأخيرة ، ويرجع الفضل في جزء كبير منها إلى مهمة كبلر. لكن هذه المهمة لها حدودها. من الصعب على كيبلر وعلى التقنيات الأخرى تصوير مناطق قريبة من نجومها. الآن أداة جديدة تسمى دوامة كوروناغراف ، مثبتة في مرصد كيك في هاواي ، تسمح للفلكيين بالنظر إلى الأقراص الكواكب الأولية القريبة جدًا من النجوم التي يدورون حولها.
المشكلة في عرض أقراص الغبار ، وحتى الكواكب ، القريبة من نجومها هي أن النجوم أكثر إشراقًا من الأجسام التي تدور حولها. يمكن أن تكون النجوم أكثر إشراقًا بمليارات المرات من الكواكب القريبة منها ، مما يجعل من شبه المستحيل رؤيتها في الوهج. وقال جين سيرابين من مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لوكالة ناسا: "إن قوة الدوامة تكمن في قدرتها على تصوير الكواكب القريبة جدًا من نجمها ، وهو أمر لا يمكننا فعله للكواكب الشبيهة بالأرض حتى الآن". "قد تكون دوامة coronagraph المفتاح لالتقاط الصور الأولى لنقطة زرقاء شاحبة مثل صورتنا."
"إن قوة الدوامة تكمن في قدرتها على تصوير الكواكب القريبة جدًا من نجمها ، وهو أمر لا يمكننا فعله للكواكب الشبيهة بالأرض حتى الآن." - جين Serabyn ، مختبر الدفع النفاث.
قال دميتري ماويت ، عالم الأبحاث في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا وكالتيك ، كلاهما في باسادينا: "تسمح لنا دوامة كوروناغراف بالتحديق في المناطق المحيطة بالنجوم التي يُفترض أن تكون فيها الكواكب العملاقة مثل المشتري وزحل". "قبل ذلك الوقت ، كنا قادرين فقط على تصوير عمالقة الغاز الذين ولدوا في أماكن أبعد. مع الدوامة ، سنكون قادرين على رؤية الكواكب التي تدور حول النجوم أقرب ما تكون إلى كوكب المشتري مثل الشمس ، أو ما يقرب من مرتين إلى ثلاث مرات عما كان ممكنًا من قبل. "
بدلاً من إخفاء ضوء النجوم ، مثل الطرق الأخرى لعرض الكواكب الخارجية ، تقوم الدوّار التاجية بإعادة توجيه الضوء بعيدًا عن أجهزة الكشف من خلال الجمع بين موجات الضوء وإلغاءها. نظرًا لعدم وجود قناع غامض ، يمكن لدوائر التاج الدوامة أن تلتقط صورًا لمناطق أقرب كثيرًا إلى النجوم من تلك الموجودة في التاجات الأخرى. يقارن دميتري ماويت ، عالم الأبحاث الذي اخترع التاج الجديد ، عين العاصفة.
قال ماوت: "يُطلق على الآلة اسم دوامة كوروناغراف لأن ضوء النجوم يتركز على التفرد البصري ، مما يخلق ثقبًا داكنًا في موقع صورة النجم". "تتميز الأعاصير بتفردها في مراكزها حيث تنخفض سرعات الرياح إلى الصفر - عين العاصفة. إن دوامة كوروناغراف هي في الأساس عين عاصفة بصرية حيث نرسل ضوء النجوم. "
يتم عرض نتائج دوامة التاج في ورقتين (هنا وهنا) نشرت في مجلة Astronomical يناير 2017. قاد إحدى الدراسات جين سرابين من مختبر الدفع النفاث ، وهو أيضًا رئيس مشروع Keck vortex. قدمت هذه الدراسة أول صورة مباشرة لـ HIP79124 B ، وهو قزم بني على بعد 23 AU من نجمه ، في منطقة تشكيل النجوم تسمى Scorpius-Centaurus.
"إن القدرة على الرؤية القريبة جدًا من النجوم تتيح لنا أيضًا البحث عن الكواكب حول النجوم البعيدة ، حيث تظهر الكواكب والنجوم أقرب إلى بعضها البعض. قال Serabyn إن امتلاك القدرة على مسح النجوم البعيدة للكواكب أمر مهم للقبض على الكواكب التي لا تزال تتشكل.
"إن القدرة على مسح النجوم البعيدة للكواكب أمر مهم للقبض على الكواكب التي لا تزال تتشكل." - جين Serabyn ، مختبر الدفع النفاث.
قدمت الثانية من دراستي الدوامة صورًا لقرص كوكبي أولي حول النجم الشاب HD141569A. يحتوي هذا النجم على ثلاثة أقراص حوله ، وتمكنت الفقرة من التقاط صورة للحلقة الداخلية. أظهر الجمع بين بيانات الدوامة مع بيانات من بعثات Spitzer و WISE و Herschel أن المواد المكونة للكوكب في القرص تتكون من حبيبات زيتية بحجم حصى. Olivine هو واحد من أكثر السيليكات المتوفرة في عباءة الأرض.
قال ماويت "الحلقات الثلاث حول هذا النجم الشاب متداخلة مثل الدمى الروسية وتخضع لتغيرات دراماتيكية تذكرنا بتكوين الكواكب". "لقد أظهرنا أن حبيبات السيليكات قد تجمعت في حصى ، وهي اللبنات الأساسية لأجنة الكوكب".
هذه الصور والدراسات هي مجرد بداية لفوركسون كوروناغراف. سيتم استخدامه للنظر في العديد من أنظمة الكواكب الشابة. على وجه الخصوص ، سوف تبحث في الكواكب بالقرب مما يسمى "خطوط الصقيع" في أنظمة الطاقة الشمسية الأخرى. هي المنطقة المحيطة بأنظمة النجوم حيث تكون باردة بما يكفي لتتكثف الجزيئات مثل الماء والميثان وثاني أكسيد الكربون إلى حبيبات صلبة وجليدية. يقول التفكير الحالي أن خط الصقيع هو الخط الفاصل بين الكواكب الصخرية والكواكب الغازية. يأمل الفلكيون أن تتمكن الفقرة من الإجابة على أسئلة حول المشتري الحار ونبتون الساخن.
كوكب المشتري الساخن ونبتون هي كواكب غازية كبيرة توجد بالقرب من نجومها. يرغب الفلكيون في معرفة ما إذا كانت هذه الكواكب تشكلت بالقرب من خط الصقيع ثم انتقلت إلى الداخل نحو نجومها ، لأنه من المستحيل عليها أن تتشكل بالقرب من نجومها. السؤال هو ، ما هي القوى التي جعلتهم يهاجرون إلى الداخل؟ قال ماويت: "بقليل من الحظ ، قد نقبض على الكواكب في عملية الهجرة من خلال القرص المكون للكوكب ، من خلال النظر إلى هذه الأشياء الصغيرة جدًا".
