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宇宙:恒星から回折ビーム幅の2倍までの距離に位置する太陽系外惑星の画像

Nature 464, 7291 doi: 10.1038/nature09007

恒星 HR 8799を巡る3つの太陽系外惑星は、大型望遠鏡による差分撮像により最近発見された。星からの明るい散乱光によって、現在のところ高コントラストの撮像は、星の回折ビーム幅の10倍(10λ/D、λは波長、Dは開口直径)程度という大きな角度オフセットに制限されている。暗い惑星のより小さな角度での撮像には、検出前に星の光やそれに伴う光子雑音やスペックル雑音を減少させる一方で、近傍惑星の光を効率的に通す必要がある。高コントラストの小角度コロナグラフィの初期実証を行うために、星からの散乱光を低レベルにできる、小型のよく補正された望遠鏡の副開口の後方に、小さな角度をとらえることができる渦コロナグラフを取り付けた。本論文では、こうして得られた小開口(1.5 m)システムを用いて、HR 8799の3つの惑星すべてを検出し、わずか2λ/Dで最も内側の惑星と恒星を分離でき、最終的な雑音レベルは光子統計によって得られるものの2倍以内であったことを報告する。したがって、同様のよく補正された小角度コロナグラフは、地上に設置された大型の望遠鏡を用いて、親星のさらに近くに位置する太陽系外惑星の検出が可能と考えられ、また、非常に暗い地球型惑星の撮像を目的とした将来の宇宙望遠鏡のサイズを縮小することもできるだろう。

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