ケプラーの使命のおかげで、太陽系外惑星の研究は近年大きく進歩しました。しかし、その使命には限界があります。ケプラーやその他のテクノロジーでは、星に近い領域を画像化することは困難です。現在、ハワイのケック天文台に設置された渦コロナグラフと呼ばれる新しい装置により、天文学者は、軌道を回る星のごく近くにある原始惑星系円盤を見ることができます。
星の近くにある塵の円盤、さらには惑星の表示に関する問題は、星がそれらを周回するオブジェクトよりもはるかに明るいことです。星は、それらの近くの惑星よりも数十億倍も明るくなる可能性があり、まぶしさでそれらを見ることがほとんど不可能になります。 NASAのジェット推進研究所（JPL）のGene Serabyn氏は、「渦の力は、星に非常に近い惑星を画像化する能力にあります。これは、地球のような惑星にはまだできません」と述べています。 「渦コロナグラフは、私たちのような淡い青色の点の最初の画像を撮る鍵になるかもしれません。」
「渦の力は、星に非常に近い惑星を画像化する能力にあります。これは、地球のような惑星にはまだできません。」 – Gene Serabyn、JPL。
「渦コロナグラフを使用すると、木星や土星などの巨大惑星が形成されると思われる星の周りの領域を覗くことができます」と、パサデナにあるNASAのジェット推進研究所とカルテックの研究者であるドミトリマウェットは述べました。 「これまでは、はるか遠くに生まれたガスの巨人しか画像化できませんでした。渦を使うと、木星が私たちの太陽に近づくのと同じくらい、または以前に可能であったものの約2倍から3倍近く、惑星がそれらの星の近くを周回しているのを見ることができます。」
太陽系外惑星を観察する他の方法のように星の光をマスクするのではなく、渦コロナグラフは、光波を組み合わせてそれらを打ち消すことにより、光を検出器から遠ざけます。オカルトマスクがないため、渦コロナグラフは、他のコロナグラフよりも星に非常に近い領域の画像をキャプチャできます。新しいコロナグラフを発明した研究者であるドミトリマウェトは、それを嵐の目と比較します。
「この装置は、スターライトが光学的特異点に集中しているため、渦コロナグラフと呼ばれ、星の画像の位置に暗い穴ができます」とマウェト氏は語った。 「ハリケーンの中心には、風速がゼロに下がる特異点があります。つまり、嵐の目です。私たちの渦コロナグラフは、基本的に私たちが星明かりを送る光嵐の目です。」
渦コロナグラフの結果は、2017年1月のAstronomical Journalに掲載された2つの論文（こことここ）に掲載されています。研究の1つは、Keck渦プロジェクトの責任者でもあるJPLのGene Serabynが主導しました。その研究は、蠍座-ケンタウルスと呼ばれる星形成領域で、その星から23 AU離れた茶色の矮星であるHIP79124 Bの最初の直接像を示しました。
「星に非常に近い場所を見ることができるため、惑星と星が近くに表示される、より遠い星の周りの惑星を検索することもできます。惑星の遠方の星を調査する能力を持つことは、まだ形成されている惑星を捕らえるために重要です」とSerabynは言いました。
「惑星の遠くにある星を調査する能力を持つことは、まだ形成されている惑星を捕らえるために重要です。」 – Gene Serabyn、JPL。
2つの渦の研究の2番目は、若い星HD141569Aの周りの原始惑星系円盤の画像を示しました。その星には実際に3つの円盤があり、コロナグラフは最も内側のリングの画像をキャプチャできました。渦のデータをスピッツァー、ワイズ、ハーシェルのミッションからのデータと組み合わせると、ディスク内の惑星を形成する材料は小石サイズのオリビンの粒子で構成されていることがわかりました。かんらん石は、地球のマントルで最も豊富なケイ酸塩の1つです。
「この若い星の周りの3つのリングは、ロシアの人形のように入れ子になっていて、惑星の形成を連想させる劇的な変化を起こしています」とマウェト氏は言います。 「ケイ酸塩粒子が小惑星に凝集し、それが惑星の胚の構成要素であることを示しました。」
これらの画像と研究は、渦コロナグラフの始まりにすぎません。より多くの若い惑星系を調べるために使用されます。特に、他の太陽系のいわゆる「霜線」の近くにある惑星を調べます。これは、星系の周りの領域で、水、メタン、二酸化炭素などの分子が凝縮して、固体の氷のような粒子になるほど低温です。現在の考えでは、霜の線は岩の惑星とガスの惑星が形成される境界線であるとされています。天文学者は、コロナグラフが熱い木星と熱い海王星についての質問に答えられることを望んでいます。
熱い木星と海王星は、それらの星の非常に近くにある大きなガス状の惑星です。天文学者は、これらの惑星が霜線の近くに形成されてから、星に向かって内部に移動したかどうかを知りたいのです。なぜなら、星にそれほど接近して形成することは不可能だからです。問題は、どのような力が彼らを内側に移動させたのでしょうか？ 「少し運が良ければ、これらの非常に若い天体を見て、惑星を形成する円盤を移動する過程で惑星を捕まえるかもしれません」とマウェト氏は語った。
