Изучение экзопланет осложняется светом родительской звезды. Коронографы — это устройства, блокирующие свет звезд, и ими оснащены как JWST, так и Римский телескоп Нэнси Грейс. Существующие коронографы не совсем способны увидеть другие Земли, но работа над расширением границ технологий и даже науки ведется для создания нового, более совершенного устройства. В новой статье исследуются квантовые методы, которые однажды позволят нам проводить такие наблюдения.
Коронографы — это устройства, которые прикрепляются к телескопам и изначально предназначались для изучения солнечной короны. Корона — это самый внешний слой атмосферы Солнца, но он обычно скрыт от яркого света, излучаемого фотосферой (видимый слой). Устройство также было модифицировано, чтобы скрывать свет звезд и изучать слабые объекты поблизости. Эти звездные коронографы часто используются для поиска внесолнечных планет и дисков, из которых они формируются.
Существует ряд методов идентификации внесолнечных планет, но прямое получение изображений — один из основных способов узнать об их природе. Задача, с которой сталкивается звездный коронограф, — это яркость звезды, относительная слабость планеты и близость к звезде. Коронографы могут увеличить соотношение между шумом (в данном случае светом звезды) и сигналом экзопланеты за счет оптического удаления света звезды. В статье авторов Нико Дешлера, Себастьяна Хафферта и Амита Ашока из Университета Аризоны они исследуют, являются ли коронографы лучшим методом охоты на экзопланеты.
Изучение экзопланет важно, чтобы помочь нам узнать о формировании планет, науке об атмосфере и, возможно, даже о происхождении жизни. Команда подошла к анализу коронографических методов, рассматривая сначала этап обнаружения, а затем задачу локализации в исследовании экзопланет. Сначала они провели проверку гипотезы, чтобы выяснить, существует ли вероятность существования экзопланеты. Если предсказание сбылось и экзопланета обнаружилась, команда попыталась оценить ее положение. Обратившись к квантовым пределам телескопического разрешения, они использовали квантовую механику, чтобы определить предел положения экзопланеты.
Затем команда сравнила классические коронографы прямой визуализации с квантовыми предсказаниями, приведенными выше. Следует отметить, что это исследование было сосредоточено на способности современных коронографов обнаруживать экзопланеты земного типа с использованием квантовой теории. Исследование приходит к выводу, что полный отказ от оптического режима телескопа является ключом к достижению наилучших методов обнаружения. Считается, что во Вселенной широко распространены расстояния между родительской звездой и планетой, которые настолько близки, что находятся ниже дифракционного предела телескопов. Поэтому необходимо разработать квантово-оптимальные коронографы, и обнадеживает то, что это исследование показывает, что они дадут впечатляющие результаты.
Источник: Достижение квантовых пределов обнаружения и локализации экзопланет.
