П. Н. Фролов Апатиты 2013 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013. - презентация

1 П. Н. Фролов Апатиты 2013 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013

2 Обнаружение первой внесолнечной планеты – 1995 год (М. Майор, Д. Квелоц) – 51 Пегаса b Ранее в 1988 и 1989 были обнаружены орбитальные компаньоны (коричневые карлики) Гамма Цефея A b и HD b На начало 2013 года известно более 850 экзопланет в примерно 650 планетных системах… … а также около 3000 кандидатов, обнаруженных космическим телескопом Кеплер Основные методы обнаружения и изучения экзопланет – непрямые: спектральный метод лучевых скоростей ~60%; транзитный метод ~35%; тайминг пульсаций и гравитационное микролинзирование ~5%. Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013

3 Инструменты: 1) Космический телескоп, оснащенный звездным коронографом 2) Наземный телескоп, оснащенный звездным коронографом и системой адаптивной оптики Метод: интерференционная звездная коронография Цель: исследование спектра экзопланет Непосредственная задача: снижение высокого оптического контраста (порядка 10 6 в ИК и 10 9 в оптическом диапазоне) между звездой и планетой до уровня, достаточного для фотодетектирования Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013

4

5 2 1 3

6 Y. Rabbia, J. Gay, J.-P. Rivet, France, Недостатки: 1) механически нестабилен, 2) значительная фоновая засветка (снижение пропускания при использованием аподизации)

7 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013 A Monolithic Achromatic Nulling Interferometric Coronagraph B. Hicks T. Cook B. Lane S. Chakrabarti NASA, Недостатки: 1) значительная фоновая засветка 2) высокие требования к оптическим элементам и их настройке

8 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013 European Space Agency project to directly detect an Earth-like planets orbiting nearest stars EAS, satellites + hub satellite with 3..4-meter telescopes Теоретически синтезированная апертура в несколько сотен метров позволит увидеть особенности атмосферы и поверхности планет Недостатки: необходима высокоточная сфазировка сигналов телескопов

9 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, CP-AIC 2. CP-ARC Наилучшее значение IWA Значительное ослабление фоновой засветки 3. Объединение нескольких CP-AIC и CP-ARC (например, двух) в каскадную систему

10 Интенсивность изображения, получаемого при наблюдении системы звезда- планета в схеме коронографа - отношение интенсивностей излучений звезды и планеты Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013 Коронографический контраст - отношение интегральных интенсивностей изображений внеосевого источника (планеты) и остаточного света звезды

11 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013 CP-AICCP-ARC2 x CP-AIC IWA0.38 λ/D1..5 λ/D0.75 λ/D CC~10 5 ~10 8 ~10 10 Throughput~ 25%~ 20%~ 10%

12 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013 CP-AIC CP-ARC

13 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, Rabbia, 1996

14 Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013 Углы поворота слева направо 48, 72, 96 градусов

15 «Планетный мониторинг» 60-см телескоп, устанавливаемый на российском сегменте МКС (записан в долгосрочной программе научно- прикладных исследований и экспериментов на РС МКС, запуск планируется в 2018+) «Звездный патруль» в планах ~1.5-метровый телескоп на автоматическом ИСЗ (включен в федеральную космическую программу , запуск планируется в 2022+) Полярный Геофизический Институт, Апатиты, 2013

16