محققان با ادغام ابزارهای جدید بر روی تلسکوپ انحرافات نوری و پایداری زمانی را در علم اخترشناسی بهبود بخشیدند.
چندین تأسیسات زمینی نیز برای شناسایی سیارات فراخورشیدی حیاتی خواهند بود، مانند تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT)، تلسکوپ غول پیکر ماژلان (GMT)، و تلسکوپ سی متری (TMT).
رصدخانههایی نیز وجود دارند که میتوانند برای انجام تحقیقات حیاتی در سیارات فراخورشیدی به روز شوند. این ایده در مقاله اخیر توسط یک تیم بین المللی از ستاره شناسان مورد بررسی قرار گرفت، که نخستین نتایج نوری آزمایش طیف سنج تصویربرداری با وضوح بالا (HiRISE) را که اخیراً بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ ESO (VLT) نصب شده است ارائه کردند.
تحقیقات سیارات فراخورشیدی به لطف پیشرفت در ابزار دقیق و یادگیری ماشین به سمت خصوصیات حرکت کرده است. با چنین نمونه بزرگی از سیارات، دانشمندان اکنون جو سیارههای منفرد را مشخص میکنند و میتوانند نتایج آماری را در مورد نمونههای بزرگ بگیرند.
این در تضاد با روشهای غیرمستقیم مانند نورسنجی عبوری یا طیفسنجی داپلر (معروف به روش گذر و روش سرعت شعاعی) است که تاکنون مسئول اکثر تشخیصها و تایید سیارات فراخورشیدی بودهاند. یکی از مزایای اصلی تصویربرداری مستقیم این است که اخترشناسان میتوانند نور منعکس شده را با استفاده از طیف سنجها برای تعیین ترکیب شیمیایی جو یک سیاره فراخورشیدی بررسی کنند.
یکی از محققان این طرح گفت: تشخیص این اجرام و اندازهگیری طیفهای دقیق هنوز کاملاً چالش برانگیز است، زیرا آنها معمولاً در فاصله زاویهای بسیار کوچک از ستاره میزبان خود هستند و تفاوت زیادی در روشنایی دارند. یک تشبیه کلاسیک این است که سعی کنید از یک شمع که در فاصله ۱ متری از فانوس دریایی فاصله دارد، هنگامی که از فاصله ۷۰۰ کیلومتری رصد میکنید، تصویر بگیرد! در زمینه تصویربرداری مستقیم، ترکیب تصویربرداری با کنتراست بالا، که امکان تشخیص این سیارات را فراهم میکند، با طیف سنجی با وضوح بالا، موضوع بسیار داغ در حال حاضر است. این دقیقاً همان چیزی است که HiRISE در VLT فعال میکند.
ابزار HiRISE برای مشخص کردن سیارات غول پیکر فراخورشیدی (EGPs) در باند H مادون قرمز طراحی شده است، یک پنجره انتقال اتمسفر که ستاره شناسان برای اندازه گیری جذب توسط بخار آب، فعالیتهای آتشفشانی و سایر پدیدههای جوی استفاده میکنند. این تصویرگر Spectro-Polarimetric Contrast High-Contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) را با طیفنگار اشل فروسرخ مادون قرمز با وضوح بالا (CRIRES) با وضوح بالا اخیراً ارتقا یافته و با استفاده از فیبرهای نوری تک حالته ترکیب میکند. افزودن این ابزار قابلیتهای تصویربرداری VLT را که در حال حاضر از نظر وضوح طیفی نسبت به رصدخانههای دیگر محدود است، بسیار افزایش میدهد.
دکتر ویگان گفت: این مورد به ویژه در مورد SPHERE صادق است که به یافتن سیارات فراخورشیدی از طریق تصویربرداری مستقیم اختصاص دارد، اما حداکثر وضوح آن فقط ۷۰ است. ابزارهای دیگری مانند SINFONI وضوح بالاتری ارائه میدهند، اما آنها واقعاً برای تصویربرداری از سیاره فراخورشیدی بهینه سازی نشده اند و GRAVITY نتایج عالی را با تداخل سنجی ارائه کرد.
علاوه بر توصیف اتمسفر، این اندازهگیریها به اخترشناسان در بررسی شکلگیری، ترکیب و تکامل EGP، پرداختن به برخی اسرار مهم و کمک به اخترشناسان کمک میکند تا مدلهای خود را برای شکلگیری منظومه شمسی اصلاح کنند. بر اساس اولین نور جمع آوری شده با استفاده از ابزار جدید HiRISE، تیم نشان داد که چگونه ادغام آن در VLT منجر به بهبود اخترسنجی، پایداری زمانی، انحرافات نوری و انتقال شده است. علاوه بر این، مقاله آنها نشان میدهد که چگونه ابزارها و رصدخانههای موجود را میتوان برای ارائه تصویربرداری با تضاد بالا یا طیف سنجی با پراکندگی بالا با جفت کردن آنها با استفاده از فیبرهای نوری ارتقا داد.