Gdy chcemy zaobserwować z Ziemi jakąś planetę Układu Słonecznego, musimy z tym poczekać do chwili, gdy interesujący nas glob znajduje się w odpowiedniej odległości od Słońca. W przeciwnym razie blask planety zginie w oślepiającym świetle naszej gwiazdy. W praktyce oznacza to, że z obserwacjami czekamy do nocy.

Z przypatrywaniem się planetom pozasłonecznym już tak łatwo nie jest. Z perspektywy Ziemi są one zawsze w bardzo małej odległości kątowej od swych gwiazd. Blask gwiazd jest przy tym miliardy razy intensywniejszy, niż słabe światło odbite od planety. Wszystko przypomina więc próbę dostrzeżenia płonącej zapałki, gdy ta ostatnia jest ustawiona tuż obok potężnego reflektora. Próbę z góry skazaną na porażkę. Ale czy na pewno?

Wirujące światło

Dmitri Mawet z JPL wpadł na intrygujący pomysł, jak poradzić sobie z oślepieniem. Zaproponował wyposażenie teleskopów w specjalny koronograf, którego konstrukcja oparta byłaby na wirze optycznym.

Koronograf, jako taki, znany jest astronomom od ponad 100 lat. Wymyślony został na potrzeby obserwacji Słońca, w szczególności korony słonecznej (stąd nazwa przyrządu). Instrument powoduje sztuczne zaćmienia Słońca: blokuje światło docierające z tarczy słonecznej za pomocą specjalnej przesłony.

Koronograf Maweta żadnej przesłony jednak nie zawiera. Niepożądane światło z gwiazdy (a więc to, którego obserwator chciałby się pozbyć) jest „wygaszane” w specjalnym wirze. Tor wiązki światła jest skręcany w taki sposób, by promienie znajdujące się najbliżej osi skręcenia wzajemnie się wygaszały, a te odleglejsze – przechodziły bez przeszkód. Światło przefiltrowane takim wirem optyczny utworzy szczególny obraz: w jego centrum (zamiast oślepiającej gwiazdy) będzie ciemna plama.

Świat wokół wygaszonej gwiazdy

Jak to wszystko wygląda w praktyce, widać na załączonych grafikach. Pierwsza to wynik obserwacji z roku 2010, gdy Mawet udowadniał słuszność swojego pomysłu. Zainstalował koronograf wirowy w Telekopie im. Hale’a, w kalifornijskim obserwatorium Palomar. Na celowniku znalazł się wówczas układ planetarny wokół gwiazdy HR 8799 (gwiazdozbiór Pegaza).

W ostatnim czasie koronograf Maweta wykorzystany został w hawajskim teleskopie Obserwatorium im. W. M. Kecka. NASA opublikowała właśnie pierwsze obrazy wykonane w czasie tej kampanii. Przedstawiają brązowego karła HIP 79124B, który okrąża macierzystą gwiazdę w odległości 23 jednostek astronomicznych. Zaledwie 23 jednostek! Bo dotrzeć ze spojrzeniem tak blisko gwiazdy… to nie lada wyczyn.

Do obserwacji koronografami nowego typu szykuje się już European Southern Observatory. Astronomowie mają nadzieję, że stosując technikę wirów optycznych uda się im dostrzec m.in. domniemaną planetę na orbicie Alpha Centauri.