Praegu ei ole võimalik planeedi üksikasju hankida eemalt, nagu valgusaasta või rohkem. Lisaks pole allpool nimetatud projektide eesmärk saada pinnalt häid pilte, vaid ainult avastada eksoplaneete ja teha põhilisi mõõtmisi. Põhjuseks on see, et pinnast üksikasjalike piltide saamine ületab praeguse tehnoloogia ja teadusuuringute võimalused.
Kosmoseteleskoobi Hubble jõudlus on parem kui mis tahes muu kohapeal atmosfääri häirete puudumiseni. Sellest õhuvabast keskkonnast võidaks ka kosmoses olev interferomeeter. See viis mitme kontseptsioonini:
Allikas: Agence Science-Presse.
- Darwin tühistati 2007. aastal
- kosmoseinterferomeetria missioon ( SIM), tühistati 2010. aastal.
- maapealse planeedi leidja ( TPF), tühistati 2011. aastal.
- Labeyrie hüperteleskoop, rahastamata.
Darwini artikkel Wikipedias võtab kokku tehnoloogilised raskused :
nanomeeter. Vaja oleks olnud mitmeid üksikasjalikumaid uuringuid, et teha kindlaks, kas sellise täpsusega võimeline tehnoloogia on tegelikult teostatav.
Väikese näiva suurusega objekte saab paremini jälgida astronoomilise interferomeetria abil, kuid praegune tehnoloogia võimaldab saate ainult mõnest suurest ja ülieredast objektist ligikaudse pildi.
- Lahendatud objekti näide: ε Aurigae, ülisuur täht, millel on kummaline orbiidil olev tume ketas. Vahend: MIRC interferomeeter massiivi CHARA ( Mount Wilson) juures:
(allikas: NSF)
Maataolisel planeedil, mis asub ühe valgusaasta kaugusel, on näiv suurus, mis sarnaneb ε Aurigaega, kuid eksoplaneetide nõrkus takistab praegu nende pinnal detailide nägemist: Särituse suurendamine võimaldab vähese valguse tingimustest üle saada, kuid hägustab pilt näilise liikumise tõttu.
Sondide saatmiseks ja fotode tegemiseks pole praegu ka alternatiiv, 1977. aastal turule tulnud Voyager 1 ja 2 on just meie enda päikesesüsteemi piiril, 10 000 tuhat kaugus lähima eksoplaneedini.
Enamik tuhandest juba avastatud eksoplaneedist on tuvastatud kaudsete meetoditega, nagu kesktähe heleduse langus orbiidil oleva planeedi transiidi ajal. Küsimus viitab erandjuhule, IR spektri massiivse planeedi otsesele vaatlusele.
Objekti vaatlemisel on kaks määravat elementi:
- objekti näiline suurus või nurga suurus .
- objekti näiline heledus
näiline suurus
sellel pildil on kolme objekti nurga suurus , ja neid nähakse sarnaselt:
Selle valemi järgi:
θ = 2 • arktaan (½ • d / D )
Maa läbimõõduga d planeedi nurga suurus D-l 1 l kaugusel on 0,3 milliarcsecec (mas)
Selle planeedi nägemiseks ühe pikselina, võimalikult madala detailsusastmena, peab teleskoop lahendama 0,3 massi.
Nurga eraldusvõime ühe teleskoobi abil
Vastavalt Rayleigh 'piirile on λ lainepikkusel lahendatava nurga suurus θ läbimõõduga d peegliga teleskoop:
θ ° = 70 * (λ / d)
0,3 massi eraldamiseks nähtava spektri keskel peab teleskoobi peegli läbimõõt olema 500 m.
Tulemus oleks selline:
Kui teleskoobi läbimõõt oleks 2 km, siis planeedi pikslite arv oleks ikkagi ainult 4x4. See tähendab, et teadlased pole kaugeltki võimelised ehitama teleskoopi, mis näitaks mõne valgusaasta jooksul planeedi üksikasju. Ka see ühe valgusaasta vahemaa on puhtalt arutelu jaoks, sest lähim täht on juba 4,2 l kaugusel
Nurkeraldusvõime sünteesiava ja interferomeetria abil
Kui kahte 1 m läbimõõduga instrumenti liigutatakse 10 m võrra eemale ja nende kujutised ühendatakse nii, et nad saaksid segada, on saadud eraldusvõime 10 m instrumendi oma. Instrumentide vahelist kaugust nimetatakse baasjooneks . Mis puutub lahutusvõimsusse, siis süsteem käitub nagu üks põhiseadme suurune instrument.
Esimest interferomeetrit kasutati astronoomilistel eesmärkidel 1920. aastal.
Häireid tekitab piltide faaside erinevus ja baasväärtuse jaoks vajalik täpsus on murdosa lainepikkusest. Pikki baasjoone on raadioteleskoopide jaoks lihtsam ehitada kui optiliste teleskoopide jaoks. Optiline interferomeetria ei olnud hiljuti tegelikult tõhus.
Võrdle VLA (raadioteleskoop) ja VLTI (optiline teleskoop) suurust:
Optimaalse astronoomia parim resolutsioon saavutatakse massiivi CHARA interferomeetriga MIRC Mount Wilsoni vaatluskeskus.
Vaadake jaotisest lühike vastus ε Aurigae pilti ja lisateavet astronoomilise interferomeetria kohta.
Interferomeetria ruumis
Kosmoseteleskoobi Hubble jõudlus atmosfääri häirete puudumise tõttu on parem kui mis tahes ekvivalendil maapinnal. Sellest õhuvabast keskkonnast võidaks ka kosmoses olev interferomeeter. ESA uuris projekti Darwin eksoplaneedi otsingu perspektiivis:
Allikas: Agence Science-Presse.
Kuid projekt on 2007. aastal peatatud. Alates Wikipediast.
Kujutise loomiseks oleksid teleskoobid pidanud töötama koos teleskoopide vaheliste vahemaadega. mõne mikromeetri täpsusega ning teleskoopide ja vastuvõtja vahelist kaugust umbes ühe nanomeetri täpsusega. Selleks, et teha kindlaks, kas sellise täpsusega võimeline tehnoloogia on tegelikult teostatav, oleks vaja olnud mitu üksikasjalikumat uuringut.
Sarnased projektid:
- maapealse planeedi leidja ( TPF), tühistati 2011. aastal.
- Kosmoseinterferomeetria missioon ( SIM), tühistati 2010. aastal.
- Labeyrie hüperteleskoop, pole rahastatud.
Näiline heledus
Planeet ei loo valgust, vaid peegeldab ainult oma päikese valgust, mingil määral.
Planeedi peegelduv valgus on proportsionaalne tema päikese, albedo (peegelduvuse) ja raadiusega.
Allikas
Nagu ülaltoodud piltidel näha, määravad orbiidi kalle ja faas ka peegelduva valguse hulga.
Tegelikult on valguse heledus eksoplaneet on vaid tuhandikosa tema päikesest ja on parimate andurite tundlikkuse tasemest tunduvalt madalam. Ainult väga pikad kokkupuuteajad suudavad pärast kogunemist tuvastada nõrga valgusvihu, kuid planeedi suhtelise liikumise tõttu on detailid hägused.
Ainult kõige eredamad tähed saadavad piisavalt footoneid, et mõned detailid oleksid nähtavad. Sama nurga suurusega eksoplaneedi üksikasju pole näha.
Kuigi lahutusvõimsust parandatakse interferomeetria meetodite abil, ei kehti see parameeter kogutud footonite koguse kohta. Üksikute teleskoopide tegelik ava määrab kogutud valguse hulga.
Eksoplaneetide otsese pildistamise raskused hõlmavad ka tähe ja planeedi suurt kontrasti. Tuvastamise parandamiseks kasutavad mõned teleskoobid koroonalõiku, mis peidab tähe pildistajani.