L’étude des exoplanètes est rendue plus difficile par la lumière de l’étoile hôte. Les coronographes sont des dispositifs qui bloquent la lumière des étoiles et le JWST et le télescope romain Nancy Grace en sont équipés. Les coronographes actuels ne sont pas tout à fait capables de voir d’autres Terres, mais des travaux sont en cours pour repousser les limites de la technologie et même de la science pour créer un nouvel appareil plus avancé. Un article publié sur arXiv Le serveur de pré-impression explore les techniques quantiques qui pourraient un jour nous permettre de faire de telles observations.

Les coronographes sont des appareils qui se fixent aux télescopes et ont été initialement conçus pour étudier la couronne solaire. La couronne est la couche la plus externe de l'atmosphère solaire, mais elle est généralement cachée à la vue de la lumière vive émise par la photosphère (la couche visible).

L'appareil a également été modifié pour masquer la lumière des étoiles afin d'étudier les objets faibles à proximité. Ces coronographes stellaires sont souvent utilisés pour rechercher des planètes extrasolaires et les disques à partir desquels elles se forment.

Il existe un certain nombre de techniques pour identifier les planètes extrasolaires, mais l'imagerie directe est l'un des principaux moyens de connaître leur nature. Le défi auquel répond le coronographe stellaire est la luminosité de l'étoile, la relative faiblesse de la planète et sa proximité avec l'étoile.

Les coronographes peuvent augmenter le rapport entre le bruit (dans ce cas la lumière de l’étoile) et le signal de l’exoplanète en supprimant optiquement la lumière de l’étoile. Dans l'article, les auteurs Nico Deshler, Sebastian Haffert et Amit Ashok de l'Université d'Arizona explorent si les coronographes sont la meilleure méthode pour chasser les exoplanètes.

L’étude des exoplanètes est importante pour nous aider à en apprendre davantage sur la formation planétaire, les sciences de l’atmosphère et peut-être même les origines de la vie. L'équipe a abordé son analyse des techniques coronagraphiques en considérant d'abord l'étape de détection, puis la tâche de localisation dans la recherche sur les exoplanètes.

Ils ont d’abord entrepris un test d’hypothèse pour voir s’il était probable qu’une exoplanète existe. Si la prédiction se réalisait et qu’une exoplanète existait, l’équipe tentait d’estimer sa position. En ce qui concerne les limites quantiques pour la résolution télescopique, ils ont utilisé la mécanique quantique pour produire une limite de la position de l'exoplanète.

L’équipe a ensuite comparé les coronographes classiques à imagerie directe aux prédictions quantiques ci-dessus. Il convient de noter que cette recherche se concentrait sur la capacité des coronographes actuels à détecter des exoplanètes semblables à la Terre en utilisant la théorie quantique.

La recherche conclut que le rejet complet du mode optique d’un télescope est essentiel pour obtenir les meilleures techniques de détection possibles. On pense que les séparations des étoiles hôtes et des planètes si proches qu’elles se situent en dessous de la limite de diffraction des télescopes sont abondantes dans tout l’univers. Il est donc nécessaire de développer des coronographes quantiques optimaux et il est encourageant de constater que ces recherches révèlent qu'ils donneront des résultats impressionnants.

Plus d'informations : Nico Deshler et al, Atteindre les limites quantiques de la détection et de la localisation des exoplanètes, arXiv (2024). DOI :10.48550/arxiv.2403.17988

Informations sur le journal : arXiv

Fourni par Universe Today