Astronomen van de Leidse Sterrewacht en de Universiteit van Arizona (VS) hebben met succes een nieuw optisch element getest dat een opname van een exoplaneet vlak naast zijn moederster mogelijk maakt. De vector Apodizing Phase Plate (vector-APP)- coronagraaf is vorige maand geïnstalleerd op de 6,5-m Magellan Clay-telescoop in Chili, en de eerste waarnemingen tonen aan dat het instrument een ongeëvenaard goed contrast oplevert op korte afstand van een ster. De resultaten van deze waarnemingen worden vandaag door de Leidse promovendus Gilles Otten gepresenteerd aan de wetenschappelijke gemeenschap op de 'In the Spirit of Bernard Lyot'-conferentie in Montreal (Canada).
Tot op heden zijn er bijna 2000 exoplaneten ontdekt, maar van slechts een handjevol is het gelukt een directe opname te maken. Exoplaneten zijn vanaf de aarde gezien vaak meer dan een miljoen keer lichtzwakker dan de ster waar ze omheen draaien en worden compleet door het sterlicht overstraald. Om het sterlicht te onderdrukken en de planeten direct te kunnen fotograferen zodat hun atmosferen onderzocht kunnen worden, gebruiken sterrenkundigen zogenoemde coronagrafische optica in instrumenten op grote telescopen.
De nieuwe vector-APP coronagraaf drukt lokaal vrijwel al het sterlicht weg terwijl het juist het licht van een planeet doorlaat. Dit wordt bewerkstelligd door geavanceerde vloeibaar-kristaltechniek, waarmee twee afbeeldingen van de ster gemaakt worden met aan weerszijden van de ster donkere D-vormige 'gaten' in de halo rond de ster. De hele omgeving van de ster kan zo worden afgezocht naar planeten. Door meerdere lagen vloeibaar kristal te gebruiken kan de vector-APP over een groot golflengtegebied worden ingezet, inclusief het infrarood, waarin het contrast tussen ster en planeet het gunstigst is.
Gilles Otten laat vandaag op de conferentie in Montreal de opnamen zien: 'Toen we het eerste plaatje in de controlekamer van de telescoop zagen, wisten we dat we beet hadden.' De Leidse astronoom Frans Snik, die het principe achter de vector-APP ontwikkelde: 'Na de hele ontwikkel- en laboratoriumtestfase was het echt fantastisch om meteen tijdens de eerste waarneemnacht te zien dat onze nieuwe benadering perfect werkt. We zetten onze nieuwe coronagraaf nu dus vol in om nieuwe exoplaneten te ontdekken.'
De astronomen zien in deze nieuwe techniek een belofte voor het exoplaneetonderzoek met de gigantische telescopen die nu in aanbouw zijn, zoals de European Extremely Large Telescope (E-ELT). Teamlid Matthew Kenworthy (Leiden): 'Deze nieuwe coronagraaf-techniek zal ons over een aantal jaren in staat stellen met het mid-infrarood-instrument METIS op de E-ELT met ongekende gevoeligheid te gaan speuren naar planeten rond onze buursterren.'
De geavanceerde vloeibaar kristal-technologie maakt het ook mogelijk donkere 'gaten' te tonen die het complete gebied van 360 graden rond de centrale ster bedekken. Een test-opname (zie afbeelding hieronder) toont dat aan. Met traditionele technologie is dit niet mogelijk.
(Click on the image for full picture) Double image of the star beta Centauri taken through an experimental version of the vector-APP coronagraph installed at MagAO. Both images of the star contain a dark region that covers the complete 360 degrees around