Direkt avbildning av extrasolära planeter

Astronomi och astrofysik

Direkt avbildning av extrasolära planeter

Huvudmålet med detta projekt är att hitta extrasolära planeter genom direktdetektering, vilket innebär att man får tillgång till fotonerna från planeten.
Kombinationen av att stjärnljuset är extremt mycket ljusare än den kretsande planeten och att planeten är mycket nära sin värdstjärna gör det mycket svårt att direktavbilda en extrasolär planet. Under de senaste 10 åren har vi därför arbetat med att utforma och tillverka en ny typ av diamantkoronagraf, en så kallad annular groove phase mask (AGPM).

Denna koronagraf består av så kallade subvåglängdsgaller, vilket innebär att gallerperioden är kortare än våglängden. På grund av den extremt lilla gitterperioden kan man säga att ljuset inte kommer att kunna lösa upp gitteret, och vi kommer istället att kunna manipulera ljusets polarisation (ingen diffraktion vid högre ordningar som med ett gitter med större period än våglängden). Denna nya typ av koronagraf, som manipulerar ljusets polarisation på ett speciellt sätt, kan blockera ljuset från en stjärna utan att påverka ljuset från en närliggande planet över ett brett spektrum av våglängder. På så sätt kan vi säga att vi kan dölja stjärnan för att avslöja den dolda planeten.

Eftersom denna komponent arbetar vid flera våglängder är det också möjligt att utföra spektroskopi av ljuset från den extrasolära planeten, och därmed göra det möjligt att leta efter biosignaturer (t.ex. beboelig planet). Hittills har vi varit mycket framgångsrika i utformningen och tillverkningen av dessa koronagrafer och flera av komponenterna har redan installerats i världsledande markbaserade teleskop: Very Large Telescope i Chile, KECK Observatory på Hawaii och The Large Binocular Telescope i Arizona. AGPM:ernas styrka har redan bevisats genom den första bilden av den bruna dvärgen HIP79124 B och genom en bild av den innersta av tre ringar av dammigt planetbildande material runt den unga stjärnan HD141569A.

Vi försöker för närvarande att ytterligare förbättra utformningen och tillverkningstekniken för dessa diamantkoronagrafer och planerar att arbeta mot det kommande extremt stora teleskopet i Chile.

Ett annat pågående projekt är att utveckla en diamantkoronagraf för Breakthrough Initiative. Denna koronagraf kommer att användas på Very Large Telescope, som drivs av European Sothern Observatory, för att söka efter potentiellt beboeliga planeter i vårt närmaste stjärnsystem - Alfa Centauri. Sådana planeter skulle kunna vara mål för en eventuell uppskjutning av rymdsonder i miniatyr inom ramen för initiativet Breakthrough Starshot.