Самая мощная фотокамера способна видеть планеты, «утопленные» в звездном свете

Новая, невероятно мощная фотокамера DARKNESS (англ. «тьма») делает снимки планет, находящихся близко к ярким звездам, которые обычно их затмевают. 

Вероятность существования другой обитаемой планеты в глубинах Вселенной все же есть. Вполне возможно, что она находится не так уж далеко от Солнечной системы — по крайней мере в астрономических масштабах. Но вот отличить свет планеты от света ее звезды порой затруднительно.

 
Физик Бенджамин Мэйзин и его команда разработали новый инструмент для обнаружения незаметных планет, вращающихся вокруг ближайших звезд. DARKNESS — самая крупная и продвинутая сверхпроводящая камера.
 

С английского аббревиатура DARKNESS расшифровывается как «сверхпроводящий спектрофотометр ближнего инфракрасного диапазона с разрешающей способностью для черных пятен» (DARK-speckle Near-infrared Energy-resolved Superconducting Spectrophotometer). Это первая в мире камера с интегральным полевым спектрографом на 10 тысяч пикселей, предназначенная для преодоления ограничений традиционных полупроводниковых детекторов. Она использует микроволновые кинетические индукционные детекторы, которые в сочетании с большим телескопом и адаптивной оптической системой позволяют делать прямые снимки планет, вращающихся вокруг соседних звезд.

«Сфотографировать экзопланету невероятно сложно из-за того, что звезда намного ярче планеты, находящейся очень близко к ней», — говорит Мэйзин, заведующий кафедрой экспериментальной физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

DARKNESS — это попытка превзойти некоторые технические барьеры для обнаружения планет. Она может делать более тысячи снимков в секунду без темных токов и шума считывания, что часто является основным фактором ошибок в других инструментах.

Камера DARKNESS также способна определить длину волн и время прибытия каждого фотона. Ведь информация о временных рамках нужна, чтобы отличать планеты от рассеянного или отраженного света, который называют пятнами.

«Такая технология увеличит нижнюю границу контраста, что позволит нам обнаруживать блеклые планеты, — объясняет физик. — Мы надеемся приблизиться к пределу фотонного шума, что предоставит нам контрастность около 10-8 и позволит увидеть планеты, которые в 100 раз бледнее звезды. Мы можем видеть некоторые из них в отраженном свете на этих уровнях контраста, что открывает нам абсолютно новую категорию планет для изучения. Самое увлекательное, что это технологический гид для следующего поколения телескопов».

Эта технология увеличивает нижнюю границу контраста, позволяя обнаруживать блеклые планеты.

Разработанная для 200-дюймового телескопа Hale в Паломарской обсерватории вблизи Сан-Диего (Калифорния), DARKNESS работает и как камера, и как фронтальный датчик фокальной плоскости, быстро измеряя свет и отправляя обратный сигнал на резиновое зеркало, способное менять форму две тысячи раз в секунду. Путем подавления звездного света и повышения контрастности между звездой и планетой этот процесс очищает атмосферное искажение, из-за которого создается впечатление, что звезды мерцают.

На протяжении последних полутора лет команда четырежды использовала DARKNESS на Паломаре для устранения неполадок. Исследователи вернутся в этом мае, чтобы получить больше данных о конкретных планетах и продемонстрировать свой прогресс в улучшении контрастности.

«Надеемся, что однажды сможем построить приспособление к тридцатиметровому телескопу для Мауна-Кеа на гавайском острове Ла-Пальма, — говорит Мэйзин. — С таким инструментом мы сможем делать снимки планет в обитаемых зонах ближайших звезд с низкой массой и искать жизнь в их атмосферах».