Поиск Земли 2.0 был навязчивой идеей почти всех охотников за экзопланетами с момента зарождения этой дисциплины несколько десятилетий назад. С тех пор в их поисках им помогло множество технологических открытий, но до сих пор ни одно из них не было способно предоставить четкую картину, необходимую для доказательства существования экзоземли.
Однако некоторые из этих технологий, несомненно, становятся все более популярными, и одной из наиболее интересных является использование системы под названием векторный вихревой коронограф с несколькими решетками (mgVVC). Исследователи полагают, что он может обладать оптическими свойствами, которые позволят космическим телескопам, таким как обсерватория обитаемых миров (HWO), наконец-то захватить священный грааль поиска экзопланет — и он может быть готов к работе уже в следующем году.
Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
Таков график, предоставленный проектной группой Лейденского университета в рамках проекта "Обоснование уникальной структурированной поляризационно-чувствительной полимерной фотоники для исследования экзопланет с помощью космических систем" (SUPPPRESS). В течение двух лет основное внимание будет уделяться созданию и тестированию mgVVC, предназначенного для устранения одной из самых серьезных проблем, связанных с его внедрением, — утечки поляризации.
Чтобы понять, в чем проблема, лучше сначала разобраться, что такое векторный вихревой коронограф. Стандартный коронограф использует оптическую маску или физический диск, чтобы блокировать свет звезды. Это позволяет свету от экзопланет этой звезды попадать непосредственно на ее оптическую систему, позволяя даже относительно стандартной оптике разглядеть детали планеты, например, есть ли у нее вода в атмосфере.
Векторный вихревой коронограф использует жидкокристаллическую маску, которая сдвигает фазу звездного света, по существу устраняя его. Однако фазовый сдвиг не влияет на свет от объектов, находящихся немного в стороне от оси маски, таких как экзопланета, что позволяет ему проходить непосредственно к детектору прилагаемого телескопа.
Утечка поляризации происходит из-за производственных дефектов в жидкокристаллической маске, используемой в VVCS. Они могут быть вызваны ошибками выравнивания, деформациями жидких кристаллов или напряжением на маске. По иронии судьбы, чтобы исправить это, нужно изготовить больше масок.
Концепция векторного вихревого коронографа с несколькими решетками заключается в наложении нескольких масок друг на друга. Поскольку многие дефекты возникают в процессе производства, они должны быть уникальными для каждой отдельной маски, и поэтому они не должны накладываться друг на друга, а должны компенсировать друг друга при последовательном размещении. И чем больше решеток, тем эффективнее это решение.
Согласно статье, VVC с одной решеткой может улавливать свет от экзопланеты, которая примерно в 10 000 раз тусклее своей звезды-хозяина. Напротив, VVC с тройной решеткой был бы способен улавливать свет от экзопланет, которые в 10 миллиардов раз тусклее своих звезд.
