Lo studio degli esopianeti è reso più difficile dalla luce proveniente dalla stella ospite. I coronografi sono dispositivi che bloccano la luce delle stelle e sia il JWST che il Nancy Grace Roman Telescope ne sono dotati. Gli attuali coronografi non sono del tutto in grado di vedere altre Terre, ma sono in corso lavori per spingere i limiti della tecnologia e persino della scienza per un nuovo dispositivo più avanzato. Un articolo pubblicato su arXiv Il server di prestampa esplora le tecniche quantistiche che un giorno potrebbero consentirci di effettuare tali osservazioni.
I coronografi sono dispositivi fissati ai telescopi e originariamente progettati per studiare la corona del sole. La corona è lo strato più esterno dell'atmosfera solare, ma solitamente è nascosta alla vista dalla luce intensa emessa dalla fotosfera (lo strato visibile).
Il dispositivo è stato inoltre modificato per nascondere la luce delle stelle per studiare gli oggetti deboli nelle loro vicinanze. Questi coronografi stellari vengono spesso utilizzati per cercare pianeti extrasolari e i dischi da cui si formano.
Esistono numerose tecniche per identificare i pianeti extrasolari, ma l'imaging diretto è uno dei modi principali per conoscere la loro natura. La sfida, che deve essere affrontata dal coronografo stellare, è la luminosità della stella e la relativa debolezza del pianeta e la vicinanza alla stella.
I coronografi possono aumentare il rapporto tra il rumore (in questo caso la luce della stella) e il segnale proveniente dall'esopianeta rimuovendo otticamente la luce dalla stella. Nell'articolo, gli autori Nico Deshler, Sebastian Haffert e Amit Ashok dell'Università dell'Arizona esplorano se i coronografi siano il metodo migliore per cacciare gli esopianeti.
Lo studio degli esopianeti è importante per aiutarci a conoscere la formazione planetaria, le scienze atmosferiche e forse anche le origini della vita. Il team ha affrontato l'analisi delle tecniche coronagrafiche considerando prima la fase di rilevamento e poi il compito di localizzazione nella ricerca sugli esopianeti.
Per prima cosa hanno intrapreso un test di ipotesi per vedere se fosse probabile l’esistenza di un pianeta extrasolare. Se la previsione si fosse avverata e si fosse trovata l’esistenza di un pianeta extrasolare, il team avrebbe tentato di stimarne la posizione. Passando ai limiti quantistici per la risoluzione telescopica, hanno utilizzato la meccanica quantistica per produrre un limite della posizione dell'esopianeta.
Il team ha poi confrontato i classici coronografi con imaging diretto con le previsioni quantistiche di cui sopra. Va notato che questa ricerca si stava concentrando sulla capacità degli attuali coronografi di rilevare esopianeti simili alla Terra utilizzando la teoria quantistica.
La ricerca conclude che il rifiuto completo della modalità ottica di un telescopio è fondamentale per ottenere le migliori tecniche di rilevamento possibili. Si ritiene che le separazioni delle stelle ospiti e dei pianeti così vicine da essere al di sotto del limite di diffrazione dei telescopi siano abbondanti in tutto l’universo. È quindi necessario che vengano sviluppati coronografi quantistici ottimali ed è incoraggiante che questa ricerca scopra che produrranno risultati impressionanti.
Ulteriori informazioni: Nico Deshler et al, Raggiungere i limiti quantistici del rilevamento e della localizzazione degli esopianeti, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.17988
Informazioni sul giornale: arXiv
Fornito da Universe Today
