Transcript Gäölse saamevatting Euverzétter: Jos Tilmans

Cover Page
The handle http://hdl.handle.net/1887/44483 holds various files of this Leiden University
dissertation
Author: Otten, Gilles
Title: Suppressing a sea of starlight : enabling technology for the direct imaging of
exoplanets
Issue Date: 2016-11-29
Gäölse saamevatting
Euverzétter: Jos Tilmans
Suppressing a Sea of Starlight
Enabling technology for the direct imaging of exoplanets
De minsjdôm haet dék gefillesoofeert euver öt bestaon van pleneete rônt anger sterre. Al zwoi
vreug es 300 jaor veur Kristus zag Epicurus in eine breef aan ziene liërling Herodotus dat ôntélbaare waerelde mooste bestaon, zwoiwaal geliekent es neet-geliekent op de ôzze. In de méderne
waerelt kinne veer hun fillesoofiese raeje vervange door weitesjappelikke reedenaasje en veer kinne aeveziër euverzigtelikke vraoge stélle zwoi es; Wie vörme zich de pléneete ? Is ôs zônnestélsel
normaal of spissjaal ? Wie einmaolig is de Aerd ? En oeteindelik, de uuterste vraog; Is dao urregés
angers laeve heemelswhoig ? Um op al dees vraoge ein antwoort te kinne gaeve moote veer de
pléneete rônt anger sterre ôntdékke en bestedeere.
De iëste pléneete rônt ein anger ster (extrasolaire pléneete / exopleneete woore ôntdék in
1992 door Wolszcan en Frail. Zie vônge twië pléneete mét eine liëge massaa rônt ein restant van
ein gestorréve ster. (pulsar). Dit waor ein belangrieke ôntdékking in de iëwiglange zeuktoch nao
pléneete rônt anger sterre. Dees zeuktoch hou ummers al miërdere pléneetvônste gekosj, die laater
ônsjus bleeke te zin.
In 1995 woor de exopleneet 51 Pegasi b gevônge rônt ein zônechtige ster mét biestand van de
radiele snelheitsmétoode. De radiele snelheitsmétoode gebruuk öt snelheitskômpoonent van de
ster nao de Aerd toe um de présensie van pléneete aaf te leije. De présensie van ein pléneet versjuuf
öt zwuörtepunt van öt pléneetestélsel. De ster driëjt oug um dit gezaamelikke middelpunt heen
en de bewaeging van de ster kint door astroonoome mét spektroograafe waere vasgelag es ein
sjienbaare versjuuving van de spektraalliene.
Ein ônverwachs rissultaat waor dat de miërderheit van de iëste ôntdékkinge Jupiterechtige pléneete waore in umluipbaane vergeliekbaar mét die van Mercurius. Mét behulp van lang stuudies
van dezelfde ster en verbaeterde akkeraatesse en staabielieteit van instréménte zin dees ôntdékkinge opgesjoove nao Neptunisechtige pléneete in Aerdechtige baane. Konvensiooneele radiele
snelheitsmétoodes zeen allein öt leeg van de ster en gaeve dus slechs beperkte informaasje euver
de pléneet.
De meis suuksesvolle techniek (wat öt aantal ôntdékkinge betruf ) is de pleneeteuverganksmétoode, die veur öt iës is toegepas in 2000 door de ploog van Charbonneau um de alvas gedeetekteerde pléneet HD 209458 b te bevestége. Ein pléneet welke sjus veur zien mooderster langsgeit
(zwoi es gezeen vanaaf de Aerd) zal ein klein deil van öt leeg van de ster mét vaste reigelmaot blokkeere. Ônbekénde pléneete zin op dees meneer relaatief gemaekelik te vénge door te geliekertied
de helderheit van ein grwoit aantal sterre bie te hauwe.
De miërderheit van de ôngevaer 1600 véndaag den daag bevestigde eksoopléneete woore gevônge mét de pléneeteuvergank en radiele snelheitsmétoodés. Allebei de métoodés kômme euverei
160
Gäölse saamevatting
dat ze neet drekte métoodés zin um de présensie van pléneete en hun eigesjappe (zwoi es grwuöte,
massaa en umloupbaan) aaf te leije. Door de sjienbaare grwuöte van de pleneet op miërdere golflengdés te maete kinne sjeikundige vingeraafdrökke gedeetekteert waere in mäögelékke pléneetatmosfeere. Jaomer genôg is slechs ein klein aantal van de ôntdékte pléneete in ein umloupbaan
rônt ein ster die helder genôg is um dees maeting mäögelik te maake.
Get résenter is de drek woirnummétoode tot ôntwikkeling gekômme. Hiedoor zin astroonoome in staot rechstreeks de atmôsfeere van pléneete te bestedeere. Öt iedee um mét eine tilléskoop
nao pléneete rônt ein anger ster te kieke klink sumpel mae is doelmaotig ôntzéttént lestig. Dit
is veural ingewikkelt es mén eine tilléskoop op Aerd gebruuk (in vergelieking mét eine ruumtetilléskoop). De invloot van de turbielensie van de Aerdatmôsfeer op de beeltkwoilleteit hat ein
belemmerende invloot bie öt drek waornumme van eksoopléneete. Élein toen Aadaptieve Optiekaa (AO) vécant kaome, waore astroonoome in staot um de beeltkwoilleteit in de ruumte te
aevenaare. Ein gesiemuuleerde vergelieking in beeltkwoilleteit veur en nao Aadaptieve Optiekaa
is te zeen in Feguur 7.4. Dit liët de baanbraekende invloot zin van AO op öt oplossént vermooge
van de tilléskoope.
Figuur 7.4: Siemuulaasje veur- en nao-AO die de kollosaale aangreuj laote zin in de woirgenômme sjerrépte van ein
puntbrôn.
Zellefs mét AO is öt lestig um pléneete drek op te spaore; Zwoiwaal door de kleine hookaafstant tösje ein mäögelékke pléneet en zien mooderster, en öt kollosaale helderheitsversjil tösje
die. Software en hardware métoodes zin ôntwikkelt um sterleeg te kinne sjeije van öt pléneetleeg.
Softwaremétoodés behelse bieveurbeelt öt gebruuk van saamestéllinge van reférensiebeelde van
sterre zônger ein bekénde pléneet um optiemaal öt sterleeg aaf te trékke. Es veurbeelt van hardwareméneere bestaon dér kooroonaagraafe woimét mén sterleeg kint ôngerdrökke in de tilléskoop
veurdat öt de kaameraa bereik. Dit kint zwoi sumpel zin es ein blokkeerént illemént veur de ster
of door de faaze van öt binnekômmént leeg aan te passe in öt puupilvlak van öt optiese siesteem
(wie eine bril), wat oug öt fundement is van öt wérk in dit proofsjrif. Dees léste métoode weurt
gebruuk in de zwoigeheite Aapoodieseerende Faazeplaat (APP) kooroonaagraaf.
161
Gäölse saamevatting
Door ummer miër gekompléseerde sterleegaaftréktechnieke en/of cooroonaagraafe te gebruuke
zin astroonoome in staot gewaes um miër dan ein twelléftal pléneete rechstreeks woir te numme.
Ein séleksie hievan is te zeen in Feguur 7.5.
(a) 2M1207 b is de iëste drek gedeetekterede pléneet en bevunk zich
rônt eine broene dwerrég.
(b) HR 8799 is ein drek woirgenômme pléneetestélsel mét maer leefs 4
grwoite gaaspléneete.
(c) 51 Eridani b is tot noe toe de
kleinste drek woirgenômme pléneet.
De massaa kint mäögelik zwoi klein
zin es 2 MJup .
Figuur 7.5: Ein séleksie van bekénde drek woirgenômme pléneete.
Zellefs mét deeze technieke is öt vermaoge um pléneete kortbie ein ster te zin beperk door
twiëde-order effekte (zwoiwie achterblievende turbuulensie, trillinge en meechaaniese doorbuiginge van de tilléskoop en öt instrémént). Dit zörg veur ein imperfekte eeliemienaasie van öt
sterleeg en öt euverblievént sinjaal kint zellefs kunsmaotig op pléneete lieke. Öt drek woirnumme
van pléneete haet dus nog baetere meneere nwuödig um öt sterleeg te ôngerdrökke.
Dit proofsjrif
In dit proofsjrif présenteere veer ôntwikkelinge in kooroonaagraafe die de veur deene um de sterleegôngerdrökking en de kleuraafhankelékheit te verbaetere.
Nao ein introoduksie in Sjapieter 1, presénteere veer de Leidse AO laabooraatoorie-umôpstélling
in Sjapieter 2. Dees opstélling is ôntworpe um eine tilléskoop nao te bootse welke ein énkele ster
drek woirnump. Twië laazerbrônne waere gebruuk um ein ster nao te bootse op twië versjillende golflengdés en ein golffrôntkorriesjeerént illemént is aanweezig veur de Aadaptieve Optiekaa.
Dees opstélling is in dit proofsjrif gebruuk um ôzze nuuje verzies van kooroonaagraafe gedeiltelék
te teste. Wier zin veer van plan um in de toekôms dees opstélling te gebruuke veur väölbelaovende
technieke veur öt maete en verbaetere van instréméntaale foute (ônger angere veroiwrzaak door
meechaanies doorbuige en températuurfluktuu-aaties van de tilléskoop/instrémént).
Ein verbaeterde verzie van de Aapoodieseerende Faazeplaat kooroonaagraaf (de zwoigenaampde vector-APP of vAPP kooroonaagraaf ) gebruuk vloejbaare kristaltechnooloogie, dae oug weurt
gebruuk in méderne teelevieze- en kômpjoeterbeeltsjerme, um ein kleurônafhanklik gedraag en
eeder mäögelik faazepétrwoin te kinne bewérkstéllige.
In Sjapieter 3 présenteere veer de kerakterézaasie van de iëste breitbant vAPP kooroonaagraaf, ge-optiemaalieseert veur öt zichbaare leeg. De kerakterézaasie is oetgeveurt in öt Optiese
laabooraatoorie-um te Leiden. De doarlaoting van leeg van de kooroonaagraaf tösje twië pool-
162
Gäölse saamevatting
aariezaatoore waere gebruik um drie fundaménteele eigesjappe te bepaale: de doorlaoting, reetardasie en gerichheit van de snelle as van de kooroonaagraaf. Dees drie eigesjappe waere gebruuk
in ein sumpel médel um te veurspelle wie goot de kooroonaagraaf wérk en vergeleeke mét opnaames gemaak van ein kunsster. Dit weurt herhaolt op miërdere golflengdés en bevestigde öt
achroomaatiese gedraag van de kooroonaagraaf. Dees vergelieking leet oug zeen dat de belangriekste liemieteerende faktor de reetardaasie van de kooroonaagraaf is.
In Sjapieter 4 presénteere veer einige iedeeje veur de Vector Apodizing Phase Plate die in gebruuk genômme kinne waere mét de vloejbaare kristalfabreseertechniek. Veer beseffe dat door ein
kontinuu verangerénde faazegradiejent toe te vooge aan de kooroonaagraaf, deze stérk vermindert
las haet van de reetardaasie van de kooroonaagraaf. Dit zou oug öt aantal optiese eleménten in
de tilléskoop vermindere tot slechs ein, wodoor fabreseere en instélaasje in bestaonde tilléskoope
gemaekelékker weurt. Dees sumpele toevooging geuf daodoor eine sumpele en robuuste breitbant
kooroonaagraaf. Ten twiëde kinne mét de verwhuögde sjriefrisseluusie van dees métoode eksootiese faazepétrwoine gemaak waere mét hwoigere kontraste en mét tot 360 graoje ôngerdrökking
rônt de ster.
In Sjapieter 5 deemonstreere veer öt iëste naobie-infraarwoie smaalbandige vAPP prootootiep mét woirnumminge op de Large Binocular Tilléskoop. Öt kooroonaagraafiese ôntwerp mét
de faazegradiejent besjreeve in Sjapieter 4 is in gebruuk genômme um de instélaasje mét mieniemaale aanpassinge. De iëste woirnumminge leete zin dat öt kônsep wérk, mae dat öt gedraag
van de kooroonaagraaf neet gans zwoi es verwach is. Dit is te relaateere aan twië faktoore: ein
staatiese golffrôntfout en ein verkiërde oetliening van de puupil van de tilléskoop op de kooroonaagraaf. Allebei de probleeme kinne opgelos waere door de tilléskoop en öt instrémént opnuu te
kaliebreere.
De opbäörende rissultaate van Sjapieter 5 zétte aan tot de ôntwikkeling van ein naobie-infraarwoie breitbant kooroonaagraaf veur de 6.5 maeter Clay tilléskoop in Chili. In Sjapieter 6 besjrieve veer de vAPP dae is ôntwikkelt veur öt MagAO instrémént, besjrieve de instélaasje en laote
de woirnumresultaate zin (zie Feguur 7.6). Veer laote aug zin wie de twië aafbeeldinge van de
ster gebruuk kinne waere um de sterleegôngerdrökking te verbaetere, es oug de biebehwuörénde
verbaetering in de deeteksiegeveuligheit veur mäögelike pléneete. In ein vergelieking tösje angere stuudies, laote veer zin dat veur heldere sterre de vAPP kooroonaagraaf baeter wérk dan de
kômpetiesie.
Gäölse saamevatting
163
Figuur 7.6: Vergelieking tösje teejooreetiese siemuulaasje (leinks) en woirnumming van ein ster mét de vAPP kooroonaagraaf op MagAO (rechs).