המחקר של Exoplanets התקדם רבות בשנים האחרונות, בעיקר בזכות משימת קפלר. אך למשימה זו מגבלותיה. קפלר וטכנולוגיות אחרות קשה לתאר אזורים קרובים לכוכבים שלהם. כעת מכשיר חדש בשם נקודת מערבולת, המותקן במצפה הכוכבים של הוואי, מאפשר לאסטרונומים להסתכל על דיסקים פרוטופלאנריים הנמצאים בסמיכות רבה לכוכבים שהם מקיפים.
הבעיה בצפייה בדיסקי אבק, ואפילו בכוכבי לכת, קרוב לכוכבים שלהם היא שכוכבים כה הרבה יותר בהירים מחפצים המקיפים אותם. כוכבים יכולים להיות מיליארדים יותר בהירים מכוכבי הלכת הסמוכים להם, מה שמאפשר כמעט לראות אותם במבט. "הכוח של המערבולת טמון ביכולתו לתאר כוכבי לכת קרוב מאוד לכוכב שלהם, דבר שאנחנו עדיין לא יכולים לעשות עבור כוכבי לכת דמויי כדור הארץ", אמר ג'ין סרבין ממעבדת ההנעה של Jet של נאס"א (JPL). "פיסת המערבולת עשויה להיות המפתח לצילום התמונות הראשונות של נקודה בצבע תכלת כמו שלנו."
"הכוח של המערבולת טמון ביכולתו לצלם כוכבי לכת קרוב מאוד לכוכב שלהם, דבר שאנחנו עדיין לא יכולים לעשות לכוכבי לכת דמויי כדור הארץ." - ג'ין סראבין, JPL.
"פיסת המערבולת מאפשרת לנו להציץ לאזורים סביב כוכבים שבהם כוכבי לכת ענקיים כמו יופיטר וסטורן כביכול נוצרים," אמר דמיטרי מוואט, מדען מחקר במעבדת ההנעה של Jet של נאס"א וקלטק, שניהם בפסדנה. "עד עכשיו הצלחנו רק לדמיין ענקיות גז שנולדות הרבה יותר רחוקות. עם המערבולת, נוכל לראות כוכבי לכת המסתובבים קרוב לכוכביהם כמו שצדק הוא לשמש שלנו, או בערך פי שניים-שלושה יותר קרוב למה שהיה אפשרי קודם. "
במקום להסתיר את אור הכוכבים, כמו שיטות אחרות לצפייה במרחבים חיצוניים, נקודת הסיומת של המערבולת מפנה אור מהגלאים על ידי שילוב של גלי אור וביטולם החוצה. מכיוון שאין מסכה נסתרת, פיסת המערבולת יכולה ללכוד תמונות של אזורים קרובים הרבה יותר לכוכבים מכפי שאפשר למצוא פסקאות אחרות. דמיטרי מאווט, מדען מחקר שהמציא את הסעיף החדש, משווה אותו לעין סערה.
"הכלי נקרא נקודת מערבולת מכיוון שאור הכוכבים מתרכז בסינגולריות אופטית, מה שיוצר חור אפל במיקום של תמונת הכוכב," אמר מאווט. "להוריקנים יש ייחודיות במרכזיהם שבהם מהירויות הרוח יורדות לאפס - עין הסערה. פיסת המערבולת שלנו היא בעצם העין של סערה אופטית בה אנו שולחים את אור הכוכבים. "
התוצאות מהקודם של המערבולת מוצגות בשני מאמרים (כאן וכאן) שפורסמו בכתב העת האסטרונומי של ינואר 2017. את אחד המחקרים הוביל ג'ין סרבין מ- JPL, שהוא גם ראש פרויקט מערבולת Keck. מחקר זה הציג את הדימוי הישיר הראשון של HIP79124 B, גמד חום שנמצא 23 AU מכוכבו, באזור היוצר הכוכבים בשם Scorpius-Centaurus.
"היכולת לראות קרובים מאוד לכוכבים מאפשרת לנו גם לחפש כוכבי לכת סביב כוכבים רחוקים יותר, שבהם כוכבי הלכת והכוכבים יופיעו קרוב יותר זה לזה. היכולת לסקר כוכבים רחוקים עבור כוכבי לכת חשובה לתפיסת כוכבי לכת שעדיין נוצרים, "אמר סרבין.
"היכולת לסקר כוכבים רחוקים עבור כוכבי לכת חשובה לתפיסת כוכבי לכת שעדיין נוצרים." - ג'ין סראבין, JPL.
השני מבין שני מחקרי המערבולת הציג תמונות של דיסק פרוט-פלנטרי סביב הכוכב הצעיר HD141569A. כוכב זה מסביב למעשה שלושה דיסקים, והפסקה הצליחה לתפוס תמונה של הטבעת הפנימית ביותר. שילוב נתוני המערבולת עם נתונים ממשימות שפיצר, WISE והרשל הראו שהחומר היוצר כדור הארץ בדיסק מורכב מגרגרי זית בגודל חלוקי נחל. אוליבין הוא אחד הסיליקטים השופעים ביותר במעטפת כדור הארץ.
"שלושת הטבעות סביב כוכב צעיר זה מקוננים כמו בובות רוסיות ועוברים שינויים דרמטיים המזכירים את היווצרות הפלנטה", אמר מאווט. "הראנו שגרגרי סיליקט הצטברו לחלוקים, שהם אבני הבניין של עוברי כדור הארץ."
תמונות ומחקרים אלה הם רק ההתחלה לסעיף המערבולת. הוא ישמש להביט במערכות פלנטאריות צעירות רבות יותר. בפרט, זה יבחן בכוכבי לכת בקרבת מה שמכונה 'קווי כפור' במערכות סולריות אחרות. זהו האזור סביב מערכות הכוכבים בהן קר מספיק למולקולות כמו מים, מתאן ופחמן דו חמצני להתעבות לדגנים מוצקים וקפואים. החשיבה הנוכחית אומרת שקו הכפור הוא קו הפרדה בין היכן נוצרים כוכבי לכת סלעיים וכוכבי לכת גז. אסטרונומים מקווים כי הפסקאות יכולות לענות על שאלות על צדקנים חמים ונפטונים לוהטים.
צדקנים חמים ונפטונים הם כוכבי לכת גזים גדולים שנמצאים קרוב מאוד לכוכביהם. אסטרונומים רוצים לדעת אם כוכבי הלכת הללו שנוצרו קרוב לקו הכפור ואז נדדו פנימה לעבר הכוכבים שלהם, מכיוון שאי אפשר עבורם להיווצר כל כך קרוב לכוכבים שלהם. השאלה היא, אילו כוחות גרמו להם לנדוד פנימה? "עם קצת מזל, אנו עשויים לתפוס כוכבי לכת בתהליך הנדידה דרך הדיסק היוצר כוכב לכת, על ידי התבוננות בחפצים צעירים מאוד אלה," אמר מאווט.
