ExPo: A Sensitive Imaging Polarimeter for Observations of Scattered Light from Circumstellar Environments

Op donderdag 16 juni 2011 is ir. Michiel Rodenhuis gepromoveerd aan het Sterrekundig Instituut van de Universiteit Utrecht op het ontwerp van het instrument genaamd ExPo en het onderzoek dat hij er mee gedaan heeft.

Met een innovatief instrument uit Utrecht zijn babyfoto’s van planetenstelsels bij andere sterren gemaakt. Op donderdag 16 juni is ir. Michiel Rodenhuis gepromoveerd op het ontwerp van het instrument, ExPo genaamd, en het onderzoek dat hij er mee gedaan heeft. Met ExPo kunnen de stofschijven rond sterren bestudeerd worden waarin planeten zich kunnen vormen. Dit is heel moeilijk omdat zij veel lichtzwakker zijn dan de ster die zij omringen. Met dit soort zogenaamde hoge-contrast waarnemingen zullen in de toekomst ook veel meer exoplaneten zelf rechtstreeks in beeld gebracht kunnen worden. Hiervoor is een contrast nodig dat nog hoger is dan dat voor de stofschijven. De planeet Jupiter, bijvoorbeeld, is vanaf een afstand gezien een miljard keer lichtzwakker dan onze Zon.

Het instrument maakt slim gebruik van het feit dat het sterlicht gepolariseerd raakt als het door materie in de omgeving van de ster, bijvoorbeeld een stofschijf, gereflecteerd wordt. Dit betekent dat het trillingsvlak van de lichtgolven een bepaalde voorkeursrichting krijgt. Door heel precies dit gepolariseerde licht te filteren van het ongepolariseerde sterlicht, wordt de materie rond de ster zichtbaar.

“ExPo is het eerste instrument dat speciaal ontwikkeld is om met deze techniek de naaste omgeving van sterren te bestuderen”, aldus Rodenhuis. “Dat maakt het uniek in de wereld”. ExPo is volledig door het Sterrekundig Instituut Utrecht ontwikkeld en wordt voor waarnemingen meegenomen naar de William Herschel Telescoop op het Canarische eiland La Palma. Rodenhuis: “Dat is altijd weer een avontuur. Zo was een keer door noodweer een stuk van de bergweg naar de sterrenwacht weggeslagen. Al klauterend over de rotsen wist ik toch nog de telescoop bereiken”.

Met ExPo zijn bij een tiental jonge sterren planetenstelsels in wording gefotografeerd, waarvan de helft nog niet eerder was waargenomen. In de beelden van de stofschijf rond AB Aurigae is een spiraalstructuur te zien. Een mogelijke verklaring voor deze structuur is dat een of meerdere jonge planeten het stof verstoren. Het is de eerste keer dat deze structuur in het zichtbare deel van het spectrum is waargenomen.

Metingen in het laboratorium hebben uitgewezen dat ExPo in principe gevoelig genoeg is om ook exoplaneten waar te kunnen nemen. Hiervoor is echter zogenaamde adaptieve optiek nodig, een systeem om de verstoringen van de aardatmosfeer te corrigeren. Aan zo’n systeem wordt momenteel gewerkt. Voor de wat langere termijn wordt aan een opvolger van ExPo gewerkt voor de toekomstige Europese supertelescoop in Chili. Met dit instrument moet het mogelijk worden om aardachtige planeten bij andere sterren te bestuderen.

Donderdagdag 16 juni 2011, 10.30 uur.
Sterrekundig Instituut, Universiteit Utrecht
Academiegebouw
Domplein 29, Utrecht
Promotoren:
Prof. dr. C.U. Keller