Революція у пошуку екзопланет: новий коронограф долає оптичні бар'єри

Вчені з Університету Аризони здійснили значний прорив у дослідженні далеких планет, розробивши революційний коронограф, здатний долати традиційні обмеження оптичних систем. Новий пристрій може стати ключем до розкриття таємниць позасонячних світів та пошуку ознак позаземного життя.

Проблема виявлення екзопланет завжди була надзвичайно складною через колосальну різницю у яскравості між зірками та їхніми планетами. Земноподібні планети, розташовані в так званій «зоні життя», можуть бути до мільярда разів тьмянішими за свої зірки-господарі, що робить їх практично невидимими для сучасних телескопів.

Дослідницька команда на чолі з Ніко Дешлером розробила унікальний підхід, який дозволяє «відсіювати» світло зірки та виокремлювати слабке випромінювання планет. Принцип роботи нового коронографа базується на складних оптичних маніпуляціях з просторовими модами світла — унікальними формами та patterns коливань світлових хвиль.

Експериментальна установка дозволила науковцям створити штучну сцену зірка-планета з контрастним співвідношенням 1000:1. Використовуючи спеціальний пристрій сортування мод, дослідники змогли не лише виявити планету, але й визначити її положення з надзвичайною точністю — набагато меншою, ніж дозволяють традиційні роздільні здатності телескопів.

Особливістю нового методу є можливість безпосереднього отримання зображення екзопланети, а не лише вимірювання її світлового потоку. Це відкриває принципово нові можливості для вивчення позасонячних світів: дослідження орбіт, композиційного складу та навіть пошуку біосигнатур.

Розробка має велике значення напередодні запуску нового космічного телескопа NASA — Обсерваторії населених світів (Habitable Worlds Observatory), яка буде повністю присвячена вивченню екзопланет. Новий коронограф може стати ключовим інструментом у цих дослідженнях.

Наукова команда продовжує вдосконалювати технологію, працюючи над зменшенням перехресних перешкод у оптичних системах. Особливо важливим є подолання обмежень при роботі з екстремально високими контрастними співвідношеннями, характерними для систем зірка-планета.

Потенційні застосування технології виходять далеко за межі астрономії. Дослідники вважають, що розроблені методи оптичної обробки можуть бути корисними в квантовому зондуванні, медичній діагностиці та комунікаційних технологіях.

Наукова стаття, що описує дослідження, опублікована у престижному виданні Optica. Авторами роботи є Ніко Дешлер, Ітай Озер, Аміт Ашок та Сайкат Гуха з Університету Аризони, США.