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凯克天文台的新涡Coronagraph提供第一个图像

返回列表发布时间:2018-05-16

左侧所示的涡流面罩由合成钻石制成。面罩的直径为0.4英寸(1厘米),厚度为0.1英寸(0.3毫米)。漩涡刻槽的凹槽图案非常类似于光盘,使其看起来像CD的微型版本。右侧的图像用扫描电子显微镜放大到面具的中心。该视图揭示了面罩的微观结构,突出显示了它的同心凹槽,其厚度比人发的厚度小约一百倍。

em W.M.凯克天文台已经发布了它的第一张图片,显示了一颗恒星周围形成的行星尘埃环,另外还有一颗褐矮星附近的伴星。 / em

该设备称为涡冠,最近安装在NIRC2(近红外摄像机2)内,这是Keck的主力红外成像相机。它有可能使行星系统和褐矮星比它们的主星更接近于它们的主星。

美国宇航局喷气推进实验室和加州理工学院的研究科学家Dmitri Mawet在帕萨迪纳说:“旋涡冠可以让我们进入星体周围的地区,在这些恒星周围像木星和土星这样的巨大行星可能会形成。 “在此之前,我们只能够对出生得更远的天然气巨头进行描述。借助漩涡,我们将能够看到行星像木星对我们的太阳那样靠近恒星,或者比以前大约两倍到三倍。“

新的漩涡结果在两篇论文中发表,这两篇论文都发表在2017年1月号的“天文学报”上。由JPL的Gene Serabyn领导的一项研究是Keck漩涡项目的总体领导,它展示了棕色矮星HIP79124 B的第一个直接图像。这个棕色矮星位于23个天文单位之外(一个天文单位是距离在我们的太阳和地球之间)附近的一个叫做Scorpius-Centaurus的恒星形成区域。

此图显示了位于离地球380光年远处的年轻恒星HD 141569周围的行星物质的尘土飞扬的圆盘。

“与恒星非常接近的能力也使我们能够搜索更遥远恒星周围的行星,行星和恒星在这些行星和恒星之间看起来更接近。有能力调查遥远恒星的行星对捕捉行星仍然很重要,“Serabyn说。他还带领一支在圣地亚哥附近的加州理工帕洛马尔天文台的海尔望远镜上测试旋涡装置的前身的团队。 2010年,该团队获得了三颗在恒星系统遥远的轨道上环绕的三颗行星的高对比度图像,称为HR8799。

由Mawet领导的第二次涡旋研究展示了一颗被称为HD141569A的年轻恒星周围的三个尘土飞扬的行星形成材料的最内层图像。这些结果与美国宇航局斯皮策和WISE任务的红外数据以及欧洲空间局的赫歇尔飞行任务相结合时,揭示了这颗恒星的行星形成材料是由卵石大小的橄榄石颗粒组成的,橄榄石颗粒是地球上含量最丰富的硅酸盐之一地幔。数据还显示,由涡旋成像的最内圈的温度约为零下280华氏度(100开尔文或零下173摄氏度),比我们的小行星带温暖一点。

“这颗年轻恒星周围的三个环像俄罗斯娃娃一样嵌套,并发生戏剧性的变化,让人想起行星的形成,”Mawet说。 。 “我们已经证明,硅酸盐颗粒已经聚集成鹅卵石,这是行星胚胎的基石。”

此图显示棕色矮星HIP 79124 B,位于距离地球23倍它的主星如同地球是来自太阳。

关于漩涡冠状面

漩涡是Mawet于2005年在比利时列日大学时发明的。凯克涡旋coronagraph是由列日大学,瑞典乌普萨拉大学,JPL和加州理工学院合并而成。

第一批科学影像和旋涡仪器的结果证明了它能够将隐藏在恒星眩光下的行星形成区域成像。恒星的行星数量从几千到几十亿不等,使行星的昏暗光线很难看清,特别是对于靠近恒星的行星。为了应对这一挑战,研究人员发明了称为coronagraphs的仪器,通常使用小面罩来阻挡星光,就像用手或汽车遮阳板阻挡明亮的太阳以更好地看清楚。

涡旋冠状物的独特之处在于,它不会用面罩阻挡星光,而是使用一种将光波合并并消除的技术将光线从探测器中重新导向。由于漩涡不需要遮掩掩模,因此它具有拍摄比其他冠状图更接近恒星的图像的优势。 Mawet将过程比作风暴的眼睛。

“该仪器被称为漩涡冠状星,因为星光以光学奇点为中心,在恒星图像的位置形成一个黑洞,”Mawet说。 “飓风在风速降到零的中心有一个奇点 - 风暴的眼睛。我们的涡旋coronagraph基本上是我们发送星光的光学风暴的目光。“

漩涡的下一步

未来,漩涡会看到更多年轻的行星系统,特别是靠近“霜冻线”的行星,这些行星周围是恒星周围的区域,温度足够冷,以便挥发分子,如水,甲烷和二氧化碳,凝结成坚固的冰粒。据认为,霜线将太阳系划分为行星可能成为岩石或气体巨人的地区。通过漩涡冠状面对霜线区域进行的调查将有助于回答关于一类与他们的恒星非常接近的热巨型行星 - “热木星”和“热海王星”的持续疑问。这些行星是否首先形成霜冻线和迁移,或者他们形成在他们的星星旁边? “幸运的是,我们可以通过观察这些非常年轻的物体来捕捉行星在通过形成行星的光盘中移动的过程,”Mawet说。

“涡旋的力量在于它能够对行星非常靠近它们的恒星成像,这是我们无法做到的“地球般的行星呢,”Serabyn说。 “漩涡冠状图可能是我们拍摄像我们自己的淡蓝色斑点的第一个图像的关键。”

Keck天文台由加州理工和加利福尼亚大学管理。 1996年,美国宇航局作为凯克天文台的六分之一合作伙伴加入。 JPL由加州理工学院管理,用于美国国家航空和宇宙航行局(NASA)。

文件:

WM凯克天文台红外漩涡coronagraph和第一张HIP79124图片B来自Keck / NIRC2 L波段漩涡冠状面的HD 141569 A的内盘表征

来源:伊丽莎白兰多,喷气推进实验室;惠特尼克拉文,加州理工学院,帕萨迪纳

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