Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Optische doorbraak voor onderzoek aan exoplaneten

Astronomen van de Leidse Sterrewacht en de Universiteit van Arizona (VS) hebben met een nieuw instrument een opname van een exoplaneet gemaakt. Het instrument levert een ongeëvenaard goed contrast. De Leidse promovendus Gilles Otten presenteerde de resultaten aan de wetenschappelijke gemeenschap op de 'In the Spirit of Bernard Lyot'-conferentie in Montreal (Canada).

Opnamen van de ster Eta Crucis, gemaakt met de vector-APP coronagraaf.(Leidse Sterrewacht)

De vector Apodizing Phase Plate (vector-APP)- coronagraaf is vorige maand geïnstalleerd op de 6,5-m Magellan Clay-telescoop in Chili.

Coronagrafische optica

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.

Vector-APP coronagraaf

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.

Meteen raak

Gilles Otten liet op 22 juni 2015 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 waarneming te zien dat onze nieuwe benadering perfect werkt. We zetten onze nieuwe coronagraaf nu dus vol in om nieuwe exoplaneten te ontdekken.’

Nieuwe mogelijkheden

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) toont dat aan. Met traditionele technologie is dit niet mogelijk.