Спектрограф RISTRETTO научится «видеть» формирование молодых планет по излучению H-alpha
Астрономы разрабатывают новый инструмент, который поможет заглянуть в процесс рождения планет. Согласно исследованию, опубликованному на arXiv, строящийся спектрограф RISTRETTO для телескопа VLT (Very Large Telescope) сможет улавливать характерное H-alpha-излучение от молодых протопланет, что даст ключ к пониманию механизмов их роста.
На сегодняшний день обнаружены тысячи экзопланет, но лишь немногие из них застают на завершающих этапах формирования. Именно H-alpha-линия служит ярким маркером этого процесса, однако выделить планетарный сигнал на фоне звезды из-за малого углового расстояния чрезвычайно трудно.
RISTRETTO — это спектрограф интегрального поля с высоким разрешением (R?140 000), оснащённый коронографом и экстремальной адаптивной оптикой. При работе в связке с VLT его возможности позволят не только изучать атмосферы экзопланет в отражённом свете, но и проводить пространственно и спектрально разрешённые наблюдения H-alpha-линий.
В ходе моделирования учёные оценили возможности прибора для протопланет с угловым разделением 37–600 миллисекунд дуги (эквивалент 4–70 а. е. на расстоянии 113 парсек). Используя синтетические и реальные наблюдения, они определили предел обнаружения: для объектов, подобных четырём известным кандидатам в протопланеты (PDS70b, PDS70c, WISPIT2b и 2MJ1612b), RISTRETTO сможет регистрировать поток H-alpha от 1,4?10??? до 2,7?10??? эрг·с??·см?? при экспозиции в один час.
Особую ценность представляет то, что планетарную H-alpha-линию удастся отделить от звёздной. Форма этой линии, как показали расчёты, несёт информацию о предударной плотности (n?) и скорости (v?) аккрецирующего газа. Это позволит наложить новые ограничения на темп аккреции и геометрию потоков, что критически важно для теорий формирования планет.
Работа и сам инструмент рассматриваются как прототип для будущих спектрографов высокого разрешения, таких как ELT/PCS и ELT/ANDES. Ожидается, что RISTRETTO откроет окно в прямое наблюдение протопланет в процессе их роста и даст астрономам бесценные данные о ранних стадиях планетных систем.
