Камера для исследования экзопланет SPHERE: «Первый свет»

Полученное с приемником SPHERE изображение пылевого кольца вокруг звезды HR 4796A.

На Очень Большом Телескопе VLT в обсерватории ESO Паранал в Чили установлен новый спектрополяриметрический приемник высокого контраста для наблюдений экзопланет SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument). С ним проведены первые наблюдения. Новый мощный инструмент поиска и исследования экзопланет соединяет в себе несколько передовых технических решений; качество получаемых данных резко улучшилось по сравнению с существующими детекторами. Во время первых же наблюдений, в частности, получены впечатляющие изображения пылевых дисков вокруг близких к Солнцу звезд. Инструмент SPHERE спроектирован и разработан консорциумом многих европейских институтов, во главе которого – Институт планетологии и астрофизики в Гренобле (Франция), работающий в тесном партнерстве с ESO. Ожидается, что новый приемник произведет революцию в детальных исследованиях экзопланет и околозвездных дисков.

Приемник SPHERE прошел приемные испытания в Европе в декабре 2013 года, после чего был доставлен на Паранал. Сложный процесс сборки и отладки был окончен в мае 2014 г., и теперь инструмент смонтирован на третьем «юните» VLT. SPHERE – новейший представитель второго поколения семейства приемников для телескопа VLT (первыми тремя были X-shooter, KMOS и MUSE).

В приемнике SPHERE сочетается несколько передовых современных методов получения высочайшего контраста, когда-либо достигавшегося при прямых наблюдениях планет. Результаты оставляют далеко позади уровень, обеспечивавшийся детектором NACO, с которым было получено первое в истории прямое изображение экзопланеты. Чтобы такое великолепное качество изображения стало возможным, потребовалось применение некоторых новейших методов, в частности, в области адаптивной оптики, специальных детекторов и коронографических компонентов.

Полученное с приемником SPHERE изображение спутника Сатурна — Титана.

“SPHERE – чрезвычайно сложный инструмент. Благодаря напряженной работе множества людей, участвовавших в его проектировании, строительстве и установке, он уже превзошел наши ожидания. Прекрасный прибор!” – говорит Жан-Люк Бози (Jean-Luc Beuzit) из Института планетологии и астрофизики в Гренобле (Франция), главный исследователь проекта SPHERE.

Основной задачей приемника SPHERE является поиск и определение характеристик гигантских экзопланет, обращающихся вокруг ближайших к нам звезд, а метод исследования – получение прямых изображений планет. Эта задача является крайне трудной, так как изучаемые планеты расположены очень близко к своим родительским светилам, а их блеск гораздо меньше, чем у материнской звезды. Поэтому на обычном изображении, даже полученном при самых лучших условиях, свет звезды полностью «забивает» слабое свечение планеты. Приемник SPHERE спроектирован так, чтобы достичь наивысшего возможного контраста в крохотном участке неба вокруг исследуемой звезды.

Первая из трех новейших техник, примененных в SPHERE – адаптивная оптика, корректирующая влияние атмосферы Земли так, чтобы изображение стало более резким и контраст увеличился. Затем для блокирования света от звезды используется коронографическая методика, дающая дальнейшее увеличение контраста. И наконец, в детекторе применен новый метод дифференциального построения изображений, в основе которого лежит разделение световых сигналов от звезды и от планеты по их цветовым и поляризационным характеристикам. Именно трудноуловимые различия в этих параметрах и позволяют в конечном счете сделать видимыми остававшиеся до настоящего времени невидимыми экзопланеты.

Приемник SPHERE разрабатывали и строили следующие институты: Институт планетологии и астрофизики в Гренобле, Институт астрономии Макса Планка в Хайдельберге, Лаборатория астрофизики в Марселе, Лаборатория космических исследований и астрофизической техники Парижской обсерватории, Лаборатория Лагранжа в Ницце, ONERA, Женевская обсерватория, астрономическая обсерватория в Падуе, Институт астрономии при Технологическом колледже в Цюрихе, астрономический институт Амстердамского университета, ASTRON и ESO.

Во время тестирования инструмента на телескопе наблюдалось несколько объектов в различных режимах работы приемника. В частности, получено лучшее на сегодняшний день изображение пылевого кольца вокруг близкой к нам звезды HR 4796A, которое не только позволяет рассмотреть диск с исключительной четкостью, но также является эффектной демонстрацией способности SPHERE подавлять свет яркой звезды в центре снимка.

После окончания дальнейшего тщательного научного и технического тестирования приемник SPHERE станет доступным для использования астрономическим сообществом в конце 2014 г.

“Это только начало. SPHERE является уникальным мощным исследовательским инструментом и без сомнения в ближайшие годы позволит сделать много открытий”, — заключает Жан-Люк Бози.

Источник: http://www.eso.org