Tähevalguse blokeerimine

Tähevalguse blokeerimine

1. Ajalugu. Bernard Lyot leiutas koronagraafi 1930. aastal, et uurida Päikese krooni ilma varjutuseta; fokaaltasandi mask katab ketta ja "Lyot' diafragma" eemaldab difrageerunud valguse (Lyot 1939). SOHO LASCO koronagraafid näitavad sama ideed iga päev (Brueckner et al. 1995). Ülal olev Päikese stseen on LASCO-l põhinev illustratsioon, mitte LASCO pilt.
2. Koronagraafide perekonnad. Lyot-tüüpi amplituudimaskid, apodiseeritud pupillid ja faasimaskid, nagu vortex. Põhinäitaja on sisemine töönurk ühikutes λ/D (Mawet et al. 2012). Maa 10 pc kaugusel on oma tähest 0,1″ kaugusel: umbes 5,3 λ/D 6 m teleskoobi puhul lainepikkusel 550 nm [calc].
3. Adaptiivoptika ja täpid. Deformeeruv peegel tasandab turbulentset lainefronti sadu kordi sekundis. Alles jäävad täpid; nurkdiferentsiaalne kujutamine laseb taeval pöörelda, samal ajal kui täpid püsivad paigal, nii et neid saab lahutada (Marois et al. 2006).
4. Tähevari (Starshade). Lillekujuline ekraan, mis lendab teleskoobist kaugel eespool (Cash 2006). Roman Starshade Rendezvous kontseptsioon: 26 m 26 000 km kaugusel; HabEx: 52 m umbes 76 600 km kaugusel (HabEx Final Report).
5. Nulliv interferomeetria. Kaks teleskoopi, mis on kombineeritud poole laine võrra faasinihkes, kustutavad tähe tumedal interferentsiribal, samal ajal kui teljeväline planeet asub heledal (Bracewell 1978; LIFE kontseptsioon, Quanz et al. 2022).

Koronagraafide perekonnad, tasand tasandi haaval

Iga allpool olev perekond on joonistatud ühe optilise ahela nelja tasandina. Intensiivsused on arvutatud, mitte maalitud: ideaalse monokromaatilise teleskoobi Fraunhoferi optika selge ümmarguse pupilliga, näidatud logaritmilisel skaalal tähe tipust kuni miljondikuni. Maski ja diafragma suurused, apodisaator ja planeetide heledus on illustratiivsed ja see on nii ka märgitud.

Illustratsioonmitte mõõtkavas; Lyot järgi 1939

1. Lyot' koronagraaf. Läbipaistmatu ketas fookustasandis blokeerib tähe kujutise tuuma. See, mida ketas ei eemalda, on selle servalt difrageeruv valgus, mille järgmine lääts suunab taaskujutatud pupilli servale; pupillist veidi väiksem Lyot' diafragma püüab selle serva kinni (Lyot 1939). 4 λ/D kettaga vähendab diafragma sulgemine 150%-lt 80%-le pupillist tähevalgust kaugusel 8 λ/D väärtuselt 6,7×10⁻⁵ väärtusele 1,8×10⁻⁷ tähe tipust (ilma koronagraafita: 7,8×10⁻⁵) [calc], samas kui kettast kaugel väljaspool olev planeet säilitab 64% oma valgusest ehk diafragma pindala.
2. Apodiseeritud pupill. Maski asemel kahaneb pupilli läbilaskvus servani, nii et kujutisel pole teravat serva, millelt rõngad tekiksid. Kui A(ρ) = (1 − ρ²)², langeb heledaim rõngas 5 λ/D lähedal väärtuselt 7,8×10⁻⁴ väärtusele 1,2×10⁻⁶ vaba pupilli maksimumist [calc], kuid läbi pääseb vaid 1/(2n + 1) = 20% valgusest ja tuum on laiem. Päris apodiseerijaid (kujundatud pupillid, prolaatsed ja APLC-lahendused) optimeeritakse numbriliselt; see kahanemine on illustratiivne.
3. Keerise faasimask. Läbipaistev mask, mille faas keerdub ümber keskme (e^(2iθ), laeng 2), viib teljel asuva tähe valguse taaskujutatud pupillist välja: ideaalse laenguga 2 keerise korral selge ringikujulise apertuuriga on väli seal pupilli sees täpselt null ja väljaspool (1/ρ)² [calc], nii et vahetult pupilli sees asuv diafragma eemaldab tähe. Faasimaskid on perekond, mis töötab tähele kõige lähemal (Mawet et al. 2012); tegelikud keerised jätavad jääke lainefrondi vigadest ja tähe lõplikust suurusest.
4. Adaptiivoptika ja ADI. Deformeeritav peegel muudab seeingu halo teravaks tuumaks, kuid alles jäävad λ/D laiused kvaasistaatilised täpikesed. Kui instrumendi pupill on fikseeritud, pöörlevad taevas ja planeet öö jooksul, täpikesed aga jäävad paigale; jada mediaan modelleerib täpikesi ning iga kaader, millest see on lahutatud, oma välja pöörde võrra tagasi pööratud ja kokku liidetud, säilitab planeedi (Marois et al. 2006). Laval olevad kaadrid on sünteetilised. Taevas saavutab GPI 60 s jooksul umbes 10⁻⁴ toorkontrasti kaugusel 0,4″ ja pärast tunnist ADI-d enam kui kümme korda sügavama (Bailey et al. 2016).

Kontrastiredel

HR 8799 planeedid lõuendil kasutavad exoplanet.eu suuri pooltelgi ja ekstsentrilisusi; nende orientatsioon taevas on illustratiivne ja aeg on kokku surutud. Eri instrumentide kontrastid on mõõdetud erinevatel nurkkaugustel, lainepikkustel ja olulisustasemetel, seega pole astmed otseselt võrreldavad.

1,216 of the 8,049 planets with a stored distance in exoplanet.eu were found by imaging (the first method listed). Show them on the Galaxy map ›

Päris andmed, allikaga

Osuta aastale või fokusseeri diagramm ja kasuta nooleklahve.

Arvud aasta ja meetodi järgi, tabelina ›