अंधीकरण करने वाले तारे के पास एक धुंधली दुनिया

एक एक्सोप्लैनेट ऐसा ग्रह है जो सूर्य के अलावा किसी दूसरे तारे की परिक्रमा करता है। सूर्य के बाद सबसे निकट का तारा, प्रॉक्सिमा सेंटॉरी, लगभग 4.24 light years दूर है, इसलिए हर एक्सोप्लैनेट उन सभी जगहों से बहुत दूर है जहाँ कोई अंतरिक्षयान गया है। उनके बारे में हम जो कुछ भी जानते हैं, वह उस प्रकाश से आता है जिसने सालों तक यात्रा की है।

फिर उनकी तस्वीर सीधे क्यों न लें? कोई ग्रह दृश्य रंगों में अपनी कोई खास रोशनी नहीं देता। वह केवल अपने तारे के प्रकाश को परावर्तित करके चमकता है, और उसका बस बहुत छोटा-सा अंश परावर्तित करता है।

कंट्रास्ट (ग्रह की चमक को तारे की चमक से भाग देने पर मिलने वाला मान) का एक मोटा आकलन है

contrast ≈ (Rp / 2a)² × albedo

जहाँ Rp ग्रह की त्रिज्या है, a तारे से उसकी दूरी है और albedo उस प्रकाश का अंश है जिसे वह परावर्तित करता है। सूर्य जैसे तारे के चारों ओर 1 AU पर पृथ्वी जैसे ग्रह के लिए परिणाम लगभग 10⁻¹⁰ होता है: तारा ग्रह से लगभग दस अरब गुना अधिक चमकीला होता है। 5.2 AU पर बृहस्पति के लिए यह लगभग 10⁻⁹, यानी एक अरब गुना, होता है। यह केवल परावर्तित दृश्य प्रकाश के लिए है।

The planet is also very close to its star in the sky. At a distance of 1 parsec (3.26 light years) one AU looks like 1 arcsecond, so the angle in arcseconds is θ = a (in AU) ÷ d (in parsecs). From 10 parsecs an Earth-like orbit at 1 AU is only 0.1 arcsecond across. Jupiter’s orbit seen from 30 light years (9.2 parsecs) has a radius of 5.2 ÷ 9.2 ≈ 0.57 arcsecond. A glare ten billion times brighter than the planet, 0.1 arcsecond away, is a very hard thing to see past.

इस काम को आसान बनाने वाली दो बातें हैं। पहली, जो ग्रह युवा, गर्म, विशाल और अपने तारे से दूर होते हैं, वे अपनी ऊष्मा से चमकते हैं, खासकर अवरक्त में, इसलिए उनका कंट्रास्ट 10⁻⁹ से कहीं बेहतर होता है। HR 8799 तंत्र के चार विशाल ग्रह इसका प्रसिद्ध उदाहरण हैं, जिनकी तस्वीरें 2008 और उसके बाद ली गई थीं। दूसरी, एक कोरोनाग्राफ दूरबीन के अंदर लगा एक छोटा मुखौटा होता है, जो तारे के प्रकाश को डिटेक्टर तक पहुँचने से पहले रोक देता है। स्टारशेड अंतरिक्ष में इसी विचार का रूप है: दूरबीन के बहुत आगे उड़ती हुई एक बड़ी स्क्रीन। बहुत बड़ा मुखौटा ग्रह को भी छिपा देता है, इसलिए ग्रह को तारे से इतना दूर होना चाहिए कि वह उसके बाहर दिखाई दे।