PLACID: Цифровая революция в охоте на экзопланеты
Новый революционный инструмент, использующий технологию жидких кристаллов, готов кардинально улучшить возможности обнаружения и прямого получения изображений планет за пределами нашей Солнечной системы. Прибор под названием PLACID (Programmable Liquid-crystal Active Coronagraphic Imager for the DAG telescope) был установлен в начале этого года на 4-метровом телескопе новой обсерватории Восточной Анатолии (DAG) в восточной Турции. Сейчас он находится на этапе интеграции и тестирования, а его первые наблюдения за реальными небесными объектами ожидаются в первом квартале 2026 года.
Разработанный командой швейцарских researchers из Университета Берна в cooperation с Университетом прикладных наук Западной Швейцарии (HEIG-VD), PLACID войдет в небольшой клуб установок для прямого получения высококонтрастных изображений в северном полушарии.
Подавляющее большинство из почти 6000 известных на сегодня экзопланет были обнаружены косвенными методами, которые фиксируют периодические изменения свойств звезды, вызванные влиянием вращающейся вокруг нее планеты. Прямое же成像 требует использования «машины для создания затмения» — коронографа, который маскирует blinding свет звезды, чтобы reveal более тусклые объекты на ее орбите: планеты, протопланетные диски или коричневые карлики.
На сегодня напрямую сфотографированы лишь несколько десятков экзопланет, поскольку сделать снимок тусклой планеты рядом с ее ослепительно яркой звездой-хозяином невероятно сложно. Тем не менее, этот метод бесценен для науки, так как предоставляет уникальную информацию о процессе формирования планет и их составе, особенно об атмосфере.
«Благодаря последним разработкам в области технологий и строительству все более крупных телескопов, будущее обнаружения экзопланет за прямым成像. PLACID — это один из шагов на пути к этому будущему, — говорит профессор Университета Берна Йонас Кюн (Jonas Kühn), руководитель проекта PLACID. — Он совершит революцию в нашем подходе к коронографам и перенесет их в цифровую эпоху».
Цифровая маска вместо физической пластины
В отличие от традиционных коронографов, где в световой путь телескопа с ювелирной точностью помещается физическая маска-пластина, PLACID использует пространственный световой модулятор (SLM). В его основе лежат оптические свойства жидких кристаллов, которые позволяют менять оптический путь или «фазу» световых волн для каждого пикселя на экране. Это позволяет создавать невероятно сложные маски буквально одним нажатием кнопки.
«Мы постоянно используем экраны SLM в повседневных устройствах — наших телефонах, телевизорах или компьютерах. В PLACID жидкие кристаллы влияют на то, как свет проходит через каждый пиксель, поэтому мы можем отображать любую маску, какую захотим, что дает нам огромную адаптивность», — объясняет Рубен Тандон (Ruben Tandon), докторант Университета Берна и член команды PLACID.
Прорыв в наблюдении двойных звезд
Программируемость сложных масок дает PLACID уникальную возможность напрямую наблюдать так называемые циркумбинарные планеты и протопланетные диски — колыбели формирования планет — которые orbit двойные или кратные звездные системы. Для традиционного коронографа это крайне сложно, поскольку уникальная и переменная конфигурация каждой системы делает практически невозможным создание статичной маски, блокирующей свет от нескольких звезд одновременно. Таким образом, хотя такие звезды составляют около 50% всех звезд в нашей галактике, ни одна экзопланета, orbit более чем одну звезду, до сих пор не была сфотографирована напрямую.
«С PLACID мы можем просто адаптировать маску в реальном времени, чтобы идеально блокировать свет любой звездной системы, которую выберем для наблюдения в течение ночи, — говорит Тандон, составивший каталог целей для прибора. — Мы начнем с наблюдения за небольшим количеством уже известных напрямую сфотографированных экзопланет, чтобы лучше понять поведение прибора. Нашим следующим шагом будет попытка direct imaging экзопланет, orbit двойные звезды, и это будет первым подобным открытием в истории».
Долгий путь к первому свету
Инструмент PLACID, разработка которого в Университете Берна велась почти десять лет, был собран в лабораторных комплексах HEIG-VD в Швейцарии. После всесторонних лабораторных испытаний, подтвердивших его ожидаемые характеристики, прибор был отправлен в Турцию в начале 2024 года и доставлен на телескоп DAG для установки в январе 2025 года.
Чтобы полностью раскрыть потенциал PLACID, он будет работать в tandem с системой адаптивной оптики (АО), разработанной командой профессора Лорана Жолиссена (Laurent Jolissaint) из HEIG-VD. Эта система компенсирует искажения, вносимые атмосферной турбулентностью. Оба инструмента находятся на завершающей стадии установки, и в tandem они позволят PLACID провести свои первые наблюдения в начале 2026 года.
Успех миссии PLACID откроет новую главу в экзопланетологии. Его адаптивная технология не только увеличит шансы на обнаружение новых миров, но и позволит детально изучать уже известные. Астрономы смогут с беспрецедентной точностью анализировать атмосферы экзопланет, ища в них признаки возможной биологической активности — так называемые биосигнатуры.
Кроме того, PLACID станет важным испытательным полигоном для будущих поколений коронографов, которые будут установлены на гигантских телескопах следующего поколения, таких как Extremely Large Telescope (ELT). Опыт, полученный с его помощью, будет критически важен для планирования миссий по direct imaging землеподобных планет в обитаемых зонах других звезд. Таким образом, скромный по современным меркам 4-метровый телескоп в Турции с его цифровым коронографом может стать одним из ключевых инструментов, которые в конечном итоге ответят на вечный вопрос: одиноки ли мы во Вселенной?
Источник: По материалам Phys.org
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
