การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบได้พัฒนาไปอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาขอบคุณมากในภารกิจเคปเลอร์ แต่ภารกิจนั้นมีข้อ จำกัด มันยากสำหรับเคปเลอร์และสำหรับเทคโนโลยีอื่น ๆ ในการจัดทำภาพภูมิภาคใกล้กับดาวของพวกเขา ปัจจุบันเป็นเครื่องมือใหม่ที่เรียกว่า vortex coronagraph ซึ่งติดตั้งที่ Keck Observatory ของฮาวายทำให้นักดาราศาสตร์สามารถดูดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ที่พวกมันโคจรอยู่
ปัญหาเกี่ยวกับการดูดิสก์ฝุ่นและแม้แต่ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับดาวของพวกเขาก็คือดาวฤกษ์นั้นสว่างกว่าวัตถุที่โคจรรอบพวกมัน ดาวฤกษ์สามารถสว่างกว่าดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้พวกมันหลายพันล้านเท่าทำให้แทบเป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นพวกมันด้วยแสงจ้า “ พลังของกระแสน้ำวนนั้นอยู่ในความสามารถในการถ่ายภาพดาวเคราะห์ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกเขาสิ่งที่เราไม่สามารถทำเพื่อดาวเคราะห์คล้ายโลกได้” Gene Serabyn จาก Jet Propulsion Laboratory (JPL) ของ NASA กล่าว “ กระแสน้ำวน coronagraph อาจเป็นกุญแจสำคัญในการถ่ายภาพแรกของจุดสีฟ้าซีดเหมือนของเราเอง”
“ พลังของกระแสน้ำวนนั้นอยู่ในความสามารถในการถ่ายภาพดาวเคราะห์ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกเขามากซึ่งสิ่งที่เราไม่สามารถทำได้สำหรับดาวเคราะห์คล้ายโลก” - ยีน Serabyn, JPL
Dortri Mawet นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion และ Caltech ทั้งในพาซาดีนากล่าวว่า“ กระแสน้ำวนในจักรวาลช่วยให้เราสามารถเข้าไปสำรวจพื้นที่รอบดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสและดาวเสาร์เกิดขึ้น” Dmitri Mawet นักวิทยาศาสตร์การวิจัย “ ก่อนหน้านี้เราสามารถสร้างภาพยักษ์ก๊าซที่เกิดขึ้นไกลออกไปมาก ด้วยกระแสน้ำวนเราจะสามารถมองเห็นดาวเคราะห์ที่กำลังโคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกเขามากที่สุดเท่าที่ดาวพฤหัสจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ของเราหรือใกล้กว่าที่เคยเป็นมาประมาณสองถึงสามเท่า”
แทนที่จะปิดบังแสงของดาวเช่นเดียวกับวิธีอื่นในการดูดาวเคราะห์นอกระบบวนน้ำวน coronagraph เปลี่ยนเส้นทางแสงออกจากเครื่องตรวจจับโดยรวมคลื่นแสงและยกเลิกพวกเขาออก เนื่องจากไม่มีหน้ากากที่ปิดบังอยู่จึงทำให้กระแสน้ำวนจึงสามารถจับภาพบริเวณที่อยู่ใกล้กับดวงดาวได้มากเกินกว่าที่จะได้รับจาก coronagraph อื่น ๆ Dmitri Mawet นักวิทยาศาสตร์วิจัยผู้คิดค้น coronagraph ใหม่เปรียบเทียบกับดวงตาของพายุ
“ เครื่องมือนี้เรียกว่า vortex coronagraph เนื่องจากแสงดาวอยู่ที่ศูนย์กลางเอกฐานทางแสงซึ่งสร้างหลุมดำที่ตำแหน่งของภาพของดาวฤกษ์” Mawet กล่าว “ พายุเฮอริเคนมีความแปลกประหลาดที่ศูนย์ของพวกเขาที่ความเร็วลมลดลงถึงศูนย์ - ดวงตาของพายุ กระแสน้ำวน coronagraph ของเรานั้นเป็นตาของพายุแสงที่เราส่งแสงดาว”
ผลลัพธ์จาก vortex coronagraph ถูกนำเสนอในบทความสองฉบับ (ที่นี่และที่นี่) ที่ตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์เดือนมกราคม 2017 งานวิจัยชิ้นหนึ่งนำโดย Gene Serabyn จาก JPL ซึ่งเป็นหัวหน้าโครงการ Keck vortex การศึกษาดังกล่าวนำเสนอภาพโดยตรงแรกของ HIP79124 B ดาวแคระน้ำตาลที่อยู่ห่างจากดาวฤกษ์ 23 AU ในพื้นที่ก่อตัวดาวที่เรียกว่า Scorpius-Centaurus
“ ความสามารถในการมองเห็นดาวที่อยู่ใกล้มาก ๆ ช่วยให้เราสามารถค้นหาดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลกว่าได้ซึ่งดาวเคราะห์และดาวจะปรากฏขึ้นใกล้กันมากขึ้น การมีความสามารถในการสำรวจดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลสำหรับดาวเคราะห์นั้นมีความสำคัญต่อการจับดาวเคราะห์ที่ยังก่อตัวอยู่
“ การมีความสามารถในการสำรวจดาวที่ห่างไกลสำหรับดาวเคราะห์นั้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจับดาวเคราะห์ที่ยังก่อตัวอยู่” - ยีน Serabyn, JPL
การศึกษากระแสน้ำวนสองครั้งครั้งที่สองนำเสนอภาพดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อายุน้อย HD141569A จริง ๆ แล้วดาวนั้นมีดิสก์สามแผ่นอยู่รอบ ๆ และโคโรเนมาก็สามารถจับภาพของวงแหวนด้านในสุดได้ การรวมข้อมูลกระแสน้ำวนเข้ากับข้อมูลจากภารกิจของสปิตเซอร์, WISE และเฮอร์เชลแสดงให้เห็นว่าวัสดุก่อตัวดาวเคราะห์ในดิสก์นั้นประกอบไปด้วยธัญพืชขนาดโอลิเบิล Olivine เป็นหนึ่งในซิลิเกตที่มีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุดในเสื้อคลุมของโลก
“ วงแหวนสามวงรอบดาวฤกษ์อายุน้อยนี้เหมือนตุ๊กตารัสเซียและผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างมากซึ่งทำให้นึกถึงการก่อตัวของดาวเคราะห์” Mawet กล่าว “ เราแสดงให้เห็นว่าเม็ดซิลิเกตจับตัวเป็นก้อนกรวดซึ่งเป็นหน่วยการสร้างของตัวอ่อนดาวเคราะห์”
ภาพและการศึกษาเหล่านี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นสำหรับ vortex coronagraph มันจะถูกใช้เพื่อดูระบบดาวเคราะห์ที่อายุน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันจะดูดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับสิ่งที่เรียกว่า "น้ำค้างแข็ง" ในระบบสุริยะอื่น ๆ เป็นพื้นที่รอบ ๆ ระบบดาวซึ่งมันเย็นพอสำหรับโมเลกุลเช่นน้ำมีเธนและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อรวมตัวเป็นเมล็ดแข็งและแข็ง ความคิดในปัจจุบันบอกว่าเส้นน้ำค้างแข็งเป็นเส้นแบ่งระหว่างที่ดาวเคราะห์หินและดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น นักดาราศาสตร์หวังว่า coronagraph สามารถตอบคำถามเกี่ยวกับดาวพฤหัสร้อนและเนปจูนร้อนแรง
จูปิเตอร์ร้อนแรงและเนปจูนเป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ที่พบใกล้ดาวฤกษ์มาก นักดาราศาสตร์ต้องการทราบว่าดาวเคราะห์เหล่านี้ก่อตัวขึ้นใกล้กับแนวน้ำค้างแข็งหรือไม่แล้วอพยพเข้าสู่ดวงดาวของพวกมันเพราะมันเป็นไปไม่ได้ที่พวกมันจะก่อตัวขึ้นใกล้กับดาวฤกษ์ของพวกมัน คำถามคือกองกำลังอะไรที่ทำให้พวกเขาย้ายเข้าด้านใน “ ด้วยโชคเล็กน้อยเราอาจจับดาวเคราะห์ในกระบวนการอพยพผ่านดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์โดยดูที่วัตถุเล็ก ๆ เหล่านี้” Mawet กล่าว
