Метод ахроматической интерференционной коронографии с переменным вращательным сдвигом для исследования спектров и фазовых кривых экзопланет тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат наук Фролов, Павел Николаевич

• Фролов, Павел Николаевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Фролов, Павел Николаевич

Введение...........................................................................................................................5

Актуальность темы......................................................................................................5

Цели и задачи................................................................................................................6

Положения, выносимые на защиту............................................................................7

Научная новизна работы.............................................................................................8

Практическая значимости работы, область применения результатов...................8

Достоверность полученных результатов и апробация результатов работы..........9

Публикации и личный вклад автора........................................................................10

Структура и объем работы........................................................................................10

1 Методы и инструменты для обнаружения и исследования внесолнечных планет .........................................................................................................................................11

1.1 Краткая статистика открытий экзопланет.........................................................11

1.2 Непрямые методы поиска экзопланет................................................................11

1.2.1 Метод измерения лучевых скоростей..........................................................11

1.2.2 Метод транзитов............................................................................................13

1.2.3 Тайминги.........................................................................................................17

1.2.4 Гравитационное микролинзирование..........................................................19

1.2.5 Астрометрия...................................................................................................20

1.3 Метод прямого наблюдения экзопланет............................................................21

1.4 Инструменты для прямого наблюдения экзопланет........................................26

1.4.1 Основные типы звездных коронографов.....................................................26

1.4.2 Солнечный коронограф Лио.........................................................................28

1.4.3 Модификации солнечного коронографа для звездной коронографии.....29

1.4.4 Нуль-интерферометры для звездной коронографии..................................32

1.4.5 Интерферометры вращательного сдвига для звездной коронографии .... 35

1.4.6 Ахроматический интерференционный коронограф...................................36

1.4.7 Симметричные интерферометры вращательного сдвига и усовершенствование ахроматического интерференционного коронографа .... 39

1.4.8 Проблема значительной фоновой засветки рассеянным звездным светом и пути решения........................................................................................................42

1.5 Выводы по главе 1................................................................................................47

2 Формирование коронографического изображения в ахроматическом интерференционном коронографе с переменным вращательным сдвигом............50

2.1 Принцип работы...................................................................................................50

2.2 Изображение точечного источника....................................................................51

2.3 Пропускание света планеты................................................................................57

2.4 Остаточный звездный свет и увеличение эффективности погашения звезды ......................................................................................................................................63

2.5 Коронографическое изображение звезды и планеты.......................................65

2.6 Оценка величины коронографического контраста, его зависимость от угла вращательного сдвига, возможности оптимизации коронографа под условия наблюдательной задачи.............................................................................................71

2.8 Выводы по главе 2................................................................................................75

3 Разработка оптической схемы ахроматического интерференционного коронографа с переменным вращательным сдвигом................................................77

3.1 Оптическая схема.................................................................................................77

3.2 Алгоритм расчета поляризации..........................................................................78

3.3 Результаты расчета поляризации........................................................................82

3.4 Особенности работы коронографа при малых углах вращательного сдвига, увеличение эффективности погашения света звезды, решение проблемы малого пропускания света планеты.......................................................................................85

3.5 Оценка рабочего спектрального диапазона......................................................86

3.6 Выводы по главе 3................................................................................................88

4 Экспериментальная проверка оптической схемы ахроматического интерференционного коронографа с переменным вращательным сдвигом...........90

4.1 Описание схемы лабораторного эксперимента................................................90

4.2 Демонстрация эффекта погашения яркого источника света и наблюдение в его окрестности слабых источников света..............................................................92

4.3 Экспериментальная проверка увеличения пропускания при малых углах вращательного сдвига..............................................................................................100

4.4 Выводы по главе 4..............................................................................................102

5 Применение результатов работы и дальнейшее развитие...................................104

5.1 Применение звездного коронографа................................................................104

5.2 Возможность наблюдения фазовых кривых с помощью коронографа........104

5.2.1 Фазовые кривые...........................................................................................104

5.2.2 Наблюдение фазовых кривых с помощью коронографа.........................107

3

5.3 Несбалансированный интерферометр для исправления волнового фронта 113

5.4 Особенности спектрального анализа коронографических изображений.....115

5.5 Проекты по применению звездных коронографов.........................................116

5.5.1 Российские космические телескопы..........................................................116

5.5.2 Зарубежные космические телескопы.........................................................117

5.6 Выводы по главе.................................................................................................118

Выводы.........................................................................................................................119

Список литературы.....................................................................................................121

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод ахроматической интерференционной коронографии с переменным вращательным сдвигом для исследования спектров и фазовых кривых экзопланет»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы

Изучение непосредственной окрестности звезд, околозвездных дисков и внесолнечных планет (экзопланет) является одной из самых молодых, быстро развивающихся, обсуждаемых и публикуемых тем современных астрофизики и сравнительной планетологии. Одной из ключевых задач является получение прямых изображений планет и исследование их спектров. Наиболее амбициозной целью является обнаружение и изучение землеподобных планет в обитаемой зоне около ближайших звезд, а также анализ их спектров в поисках особенностей планетных атмосфер или возможных биологических маркеров - признаков существования жизни за пределами Земли.

К настоящему времени достоверно обнаружено более 3500 внесолнечных планет с момента первых сообщений о возможных компаньонах звезд планетной природы в 1988 году. Из них лишь 75 были обнаружены путем прямого наблюдения. На сегодняшний день именно непрямые методы наиболее развиты и статистически успешны в обнаружении и исследовании внесолнечных планет. Однако возможности непрямых методов ограничены в силу используемых методик, а получаемые результаты сильно зависят от моделей, применяемых для интерпретации данных. В то же время исследованный в настоящей диссертационной работе ахроматический интерференционный коронограф с переменным вращательным сдвигом позволит напрямую получить изображения планетных систем около ближайших звезд и измерить их спектры.

Прямое наблюдение внесолнечных планет в обитаемой зоне около ближайших звезд и их спектральный анализ - это сложная техническая задача из-за сочетания одновременно огромного яркостного контраста и малого углового расстояния между планетой и родительской звездой. Кроме того, планета представляет собой очень тусклый источник света (менее 27-ой звездной величины в случае землеподобной планеты около звезды солнечного типа на удалении в десятки парсек). Поэтому для успешного решения задачи прямого наблюдения

экзопланет сегодня создаются космические телескопы, которые планируется оснастить звездными коронографами для погашения яркого звездного света в ближайшей окрестности звезды.

Предложенный в настоящей работе метод звездной коронографии принципиально отличается от известных ранее тем, что имеет практическую реализацию, улучшает степень погашения звездного света и позволяет оптимизировать оптическую схему коронографа под особенности наблюдательных задач. Тем самым расширяется круг задач, для решения которых возможно применить данный метод, поэтому тема диссертации является важной и востребованной.

Цели и задачи

Основной целью настоящей диссертационной работы является исследование метода ахроматической интерференционной коронографии с переменным вращательным сдвигом применительно к задаче прямого наблюдения слабоконтрастных объектов (например, планет или протопланетных дисков) в непосредственной окрестности звезд.

Для достижения целей диссертации были поставлены и решались следующие задачи:

1. Исследовать метод ахроматического интерференционной коронографии, дополнить его переменным вращательным сдвигом и определить его применимость для решения задачи погашения протяженного источника света.

2. Построить математическую модель исследуемого коронографа и оценить путем численного расчета его характеристики по погашению света звезд для наблюдения их непосредственной окрестности (вплоть до нескольких дифракционных радиусов).

3. Разработать оптическую схему, реализующую физический принцип ахроматического интерференционного коронографа с переменным вращательным сдвигом, на основе интерферометра общего пути (кольцевого).

4. Создать прототип коронографа, провести лабораторные эксперименты по погашению света яркого источника и наблюдению слабоконтрастных источников в его близкой окрестности, экспериментально проверить результаты теоретического анализа и численного расчета.

5. Исходя из исследованных новых расширенных возможностей метода ахроматической интерференционной коронографии с переменным вращательным сдвигом, проанализировать круг задач и применений разработанного метода помимо задачи получения изображений экзопланет.

Положения, выносимые на защиту

1. Метод ахроматической интерференционной коронографии с переменным вращательным сдвигом погашает свет звезды, контрастируя изображение слабых источников в ее ближайшей окрестности, и может быть оптимизирован под особенности наблюдательных задач: угловой размер звезды, предполагаемые параметры орбиты планеты, размер телескопа, диапазон длин волн и др. Достигаемый коронографический контраст достаточен для наблюдения планет-гигантов около ближайших звезд и уменьшает контраст между звездой и землеподобной планетой до величины, укладывающейся в динамический диапазон современных детекторов.

2. Разработанная оптическая схема, представляющая собой модификацию кольцевого интерферометра Саньяка со встроенным вращателем оптического изображения, содержащая 2 поляризационных светоделителя, 6 плоских зеркал и фазовую пластинку, реализует принцип ахроматического интерференционного коронографа с переменным вращательным сдвигом.

3. Фазовая пластинка (как хроматическая, так и ахроматическая) исправляет недостаточное пропускание полезного светового сигнала коронографа при малых ненулевых углах вращательного сдвига, увеличивает его более чем на порядок и не нарушает эффекта погашения света яркого осевого источника при произвольном угле вращательного сдвига.

4. При работе с лабораторным прототипом ахроматического интерференционного коронографа с переменным вращательным сдвигом свет яркого точечного источника (модель звезды) с непрерывным спектром погашается при любых углах вращательного сдвига, при этом слабый источник света (модель планеты) в близкой окрестности яркого существенно контрастируется.

5. Применение коронографа для наблюдения фазовых кривых внесолнечных планет позволяет контрастировать фазовые кривые на фоне света звезды.

Научная новизна работы

Все результаты диссертационной работы, представленные к защите, являются новыми.

Предложен эффективный метод решения задачи прямого наблюдения слабоконтрастных источников света (например, планет) в непосредственной окрестности звезд с помощью ахроматического интерференционного коронографа с переменным вращательным сдвигом, выполненным на основе интерферометра общего пути.

Предложено использовать метод ахроматической интерференционной коронографии с переменным вращательным сдвигом для наблюдения фазовых кривых внесолнечных планет, что позволит контрастировать их на фоне звезды и тем самым упростит их изучение.

Решена проблема недостаточного пропускания коронографа при малых ненулевых углах вращательного сдвига путем внесения в схему фазовой пластинки, при этом она не изменяет соотношения фаз между волнами, распространяющимися в разных плечах интерферометра и не нарушает работоспособности метода.

Практическая значимости работы, область применения результатов

Предложенный и исследованный в работе метод звездной коронографии применим для прямого наблюдения слабоконтрастных объектов в

непосредственной окрестности звезд в максимально широком диапазоне длин волн, а также для применения в спекл-интерферометрии и других астрономических задачах в качестве интерферометра вращательного сдвига. Причем данный метод позволяет адаптировать и оптимизировать оптическую схему в зависимости от решаемых наблюдательных задач различного формата без необходимости вносить изменения в конструкцию.

Непосредственная практическая значимость состоит в выработке рекомендаций по формированию блока научной аппаратуры для непосредственного наблюдения и исследования внесолнечных планет и околозвездных дисков в планируемых российских экспериментах на наземных и космических телескопах, в частности, "Планетный мониторинг", "Звездный патруль", "Спектр-УФ".

Достоверность полученных результатов и апробация результатов работы

Достоверность результатов, полученных в диссертации, основывается на использовании известных моделей физических явлений, а также признанных методов и подходов физической оптики. Правильность выбранных подходов также подтверждается тем, что полученные теоретические и численные результаты согласуются с результатами проведенных экспериментов.

По результатам работы подана заявка на патент на полезную модель: заявка № 201613675 от 13.09.2016.

Основные материалы работы докладывались и обсуждались на следующих российских и международных конференциях и семинарах в период с 2013 по 2016 годы:

• 11-ая, 12-ая и 13-ая конференции молодых ученых «Фундаментальные и прикладные космические исследования», ИКИ РАН, Москва, 2014, 2015, 2016.

• 56-ая научная конференция МФТИ, Москва-Долгопрудный, 2013.

• 40th COSPAR Scientific Assembfy, Moscow, 2014.

• Научно-техническая конференция «Метрологическое обеспечение фотоники», Москва, 2015.

• Российско-германский молодежный семинар «Перспективы космической

науки и исследований космоса», Берлин, 2016.

• SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, Edinburgh, 2016.

• Научные семинары, проводимые в ИКИ РАН, МФТИ, МГУ.

Публикации и личный вклад автора

Основные материалы диссертации опубликованы в 6 статьях в международных и российских журналах из перечня ВАК (входящих в Web of Science).

Все исследования, содержание и результаты которых изложены в настоящей диссертационной работе, проведены лично автором в процессе научной деятельности. Автором осуществлялись: проработка и применение методов решения к задачам, поставленным в диссертации; проведение численных расчетов, моделирований, подготовка и осуществление экспериментов, обработка их результатов; подготовка докладов и текстов публикаций, а также переписка с редакциями журналов и рецензентами.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Работа содержит 133 страницы, 77 рисунков, 136 наименований списка литературы.

1 МЕТОДЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕСОЛНЕЧНЫХ ПЛАНЕТ

1.1 Краткая статистика открытий экзопланет

В 1988 году впервые было заявлено о возможном обнаружении планеты за пределами Солнечной системы около одного из компонентов двойной звезды Гамма Цефея [1]. В 1989 году был найден массивный компаньон звезды HD 114762 [2]. В 1992 была обнаружена планетная система у пульсара PSR B1257+12 [3]. И, наконец, в 1995 году, была открыта и достоверно подтверждена первая внесолнечная планета около звезды главной последовательности 51 Пегаса [4]. Таким образом, наблюдательной астрономией было получено доказательство того, что планеты можно обнаружить не только в Солнечной системе, но и около других звезд. Большинство внесолнечных планет совсем не похожи на планеты, обращающиеся вокруг Солнца. Примером тому могут служить горячие юпитеры -класс экзопланет с массой порядка массы Юпитера (1027 кг), но приближающихся к родительской звезде на расстояние порядка 0.05 а.е., или суперземли, занимающие по массе промежуточное положение между Землей и Нептуном.

К 2017 году достоверно обнаружено более 3500 внесолнечных планет в примерно 2700 планетных системах [5, 6], а также около 5000 надежных кандидатов в экзопланеты по результатам миссии Kepler ожидают проверки наземными телескопами [7]. Почти во всех случаях (более 90%) детектирование планет было осуществлено одним из двух непрямых методов: лучевой скорости или транзитов.

1.2 Непрямые методы поиска экзопланет

1.2.1 Метод измерения лучевых скоростей

Метод измерения лучевых скоростей основан на регистрации периодических

изменений лучевой скорости родительской звезды, обращающейся вокруг общего

с планетой центра масс [8, 9], см. рисунок 1. Именно методом лучевых скоростей

11

была обнаружена первая экзопланета - горячий юпитер - около звезды главной последовательности 51 Пегаса [4]. Значения лучевой скорости звезды из-за воздействия планеты лежат в пределах до сотен метров в секунду. Это максимальное значения достигается в случае массивных планет-гигантов на тесных орбитах (горячих юпитеров). Планеты земного типа на расстоянии одной астрономической единицы от звезды соответствуют значениям около 0.1 м/сек и менее. Такие небольшие изменения лучевой скорости могут быть значительно зашумлены "дрожанием" звезды за счет конвекции (в англоязычной литературе "astrophysical noise", "stellar jitter") [10, 11].

а) - появление периодически меняющейся составляющей в лучевой скорости звезды, обусловленной влиянием планеты, а - фазовый угол, описывающий положение звезды на орбите; б) - измерения лучевой скорости звезды 51 Пегаса из работы [4] Рисунок 1 - Иллюстрация метода измерения лучевых скоростей

Точность измерения лучевой скорости звезды лучшими наземными спектрографами (например, HARPS, установленный на телескопе обсерватории Ла-Силья, Чили, и HIRES - в обсерватории Кека, Гавайи) на сегодняшний день может превышать 1 м/с. Оголь высокая точность достигается лишь для звезд со спокойной хромосферой, подобным Солнцу и зависит от ряда других свойств звезды, например, скорости ее вращения. Вначале метод измерения лучевых скоростей позволял обнаруживать лишь планеты-гиганты на тесных орбитах.

Важной особенностью метода измерения лучевых скоростей родительских звезд является невозможность определить лишь с его помощью точную массу планеты. Измеряя амплитуду колебаний лучевой скорости, можно определить только произведение массы планеты на синус угла наклонения орбиты (угла между нормалью к плоскости орбиты планеты и лучом зрения). Если наклонение орбиты неизвестно (как это и бывает в большинстве случаев), метод лучевых скоростей дает только нижний предел на массу. Тем не менее, статистически это не мешает делать оценку основных параметров планеты, например, периода обращения, радиуса орбиты и других.

В России в настоящее время проводятся работы по разработке и адаптации инструментов (спектрографов) для поиска и изучения внесолнечных планет методом измерения лучевых скоростей, например, на базе САО (специальной астрофизической обсерватории) РАН [12].

1.2.2 Метод транзитов

Если наклонение орбиты планеты составляет около 90° (т.е. планетная

система наблюдается практически с ребра), в системе возможны так называемые

транзиты и вторичные транзиты - т.е. проходы планеты по диску своей звезды и за

звездой [8, 9], см. рисунок 2. Транзитный метод позволяет определить радиус

планеты, наклонение ее орбиты к лучу зрения и другие параметры системы, а также

делает возможной спектроскопию экзопланет. При совмещении с методом лучевых

скоростей транзитный метод способен дать уникальные результаты - например,

определить массу и среднюю плотность планеты. Но наблюдать затмения звезд

планетами, подобными Земле, очень сложно, что показывает модель транзита

Земли по диску Солнца, для которого ослабление потока солнечного излучения

составляет 8.4-10-5 при максимальной длительности затмения около 13 часов. К

тому же влияние земной атмосферы ограничивает возможности наземных

фотометрических обзоров лишь массивными планетами на тесных орбитах

(горячими юпитерами). Вместе с тем, если для наблюдений отобраны звезды малых

размеров, становятся возможными наблюдения транзитов суперземель. Таким

13

образом, например, была обнаружена суперземля GJ 1214b [13] около красного карлика в созвездии Змееносца и многие другие объекты в рамках проекта The MEarth Project [14].

Рисунок 2 - Иллюстрация транзитов и вторичных транзитов из [8]

Метод транзитов для близких и ярких экзопланет позволил провести спектроскопические исследования и определить важные характеристики излучения остающейся невидимой планеты. Наблюдение и спектральный анализ кривой блеска звезды во время транзита могут предоставить информацию об альбедо планеты, контрасте между дневной и ночной сторонами, а также о влиянии родительской звезды на планету. В ряде случаев удается выделить составляющую излучения звезды, прошедшую сквозь верхние слои атмосферы транзитной экзопланеты, тогда удается судить о наличии и свойствах атмосферы планеты: ее химическом составе и наличии облаков (например, [15]). Если же в системе звезда-планета происходит и есть возможность наблюдать вторичный транзит (в англоязычной литературе "secondary eclipse", "occultation", "anti-transit"), при котором планета проходит за диском звезды, то появляется возможность выделить излучение только планеты из суммарного излучения звезды и планеты [16, 17].

В 2006 и 2009 годах были запущены первые специализированные космические обсерватории COROT [18] и Kepler [7], предназначенные для поиска

транзитных событий в небольших определенных областях неба. Кроме того, оба телескопа выполняли также астросейсмологические наблюдения звезд для изучения их внутренней структуры.

COROT (от англ. COnvection ROtation and planetary Transits) — космический телескоп, созданный CNES (Национальный центр космических исследований Франции) при участии ESA (Европейское Космическое Агентство), запущенный в декабре 2006 года. С июня 2013 года официально считается потерянным. За время своей работы телескоп COROT обнаружил около 600 транзитных кандидатов, из которых планетная природа была подтверждена для 33 объектов, а также были открыты 2 транзитных коричневых карлика. Остальные кандидаты в экзопланеты ожидают независимого подтверждения.

Несравненно более успешной стала миссия телескопа Kepler американского космического агентства NASA, который вел поиск планет путем длительных высокоточных фотометрических наблюдений более 150 тысяч звезд в фиксированном поле зрения, направленном на область неба в районе созвездий Лебедя, Лиры и Дракона. В 2013 году после поломки телескоп продолжил работу в упрощенном режиме. В июле 2015 года в рамках отчета о работе мисси [19] командой Кеплера объявлено об открытии 4696 транзитных кандидатов в планеты, для более 1000 из которых планетная природа уже подтверждена. Из данных, полученных Кеплером [19], стало ясно, что планетные системы есть у большинства звезд, что внесолнечные планеты чрезвычайно разнообразны и что небольшие планеты встречаются чаще крупных (85% транзитных кандидатов Кеплера имеют радиус меньше радиуса Нептуна). Также анализ обнаруженных Кеплером планет позволяет полагать, что у каждой звезды спектрального класса К или М есть по крайней мере одна планета (любого размера) и что у одной из шести таких звезд есть сравнимые по размеру с Землей планеты в обитаемой зоне [20, 21, 22].

В настоящее время разрабатываются несколько проектов космических телескопов, нацеленных на наблюдения транзитов внесолнечных планет, среди которых можно выделить TESS (NASA) и ARIEL (ESA), как имеющие наибольшие шансы на осуществление.

Максимальная доля планет, которые можно обнаружить и изучать с помощью транзитного метода, определяется вероятностью затмения звезды планетой и равна отношению радиуса звезды к радиусу орбиты планеты (большой полуоси) при условиях, что размер планеты много меньше размера звезды и форма орбиты планеты близка к круговой [23, 24]. Например, в случае Солнца и планеты на расстоянии одной астрономической единицы вероятность транзитной конфигурации для удаленного наблюдателя составляет 1/215 = 0.465%.

В ситуации, когда транзита не происходит, т.е. в наиболее общем случае нетранзитной конфигурации, с помощью фотометрических методов можно наблюдать изменение количества отраженного планетой света при ее движении по орбите - фазовую кривую (см. рисунок 3). Фазовая кривая существует почти всегда кроме случаев, когда наклонение орбиты близко к нулю. Наблюдение и спектральный анализ фазовой кривой, как и кривой блеска во время транзита, могут дать информацию о параметрах орбиты планеты, ее альбедо, контрасте между дневной и ночной сторонами и свойствах атмосферы. Так, например, в [25, 26] для суперземель (радиусом 1.8 земного и массой 9.5 земной) с использованием численных моделей показано, что спектральный анализ фазовой кривой в инфракрасной области спектра позволяет сделать вывод о наличии атмосферы, ее основных параметрах (температуре, давлении, толщине), составе и исследовать поверхность планеты в окнах прозрачности, если таковые имеются.

g поток

1001 г , , ■. .

1 .ооо|-' Vv4 'v.-....

0.999e_.___• • _•

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

орбитальная фаза

а) - иллюстрация фаз планеты при движении по орбите вокруг звезды; б) - данные наблюдения фазовой кривой нетранзитного горячего юпитера Upsilon Andromedae b из работы [27] Рисунок 3 - Иллюстрация фазовых кривых экзопланет

Фазовые кривые уже наблюдались для нетранзитных горячих юпитеров (например, [28, 27]) фотометрическими методами. В то же время для нетранзитной суперземли Глизе 876 d с коротким периодом обращения фазовая кривая не наблюдалась, несмотря на предпринятые попытки [29].

Методы прямого наблюдения внесолнечных планет также могут применяться для наблюдения фазовых кривых внесолнечных планет и помогут контрастировать фазовую кривую на фоне света звезды (за счет ослабления звездного света), о чем подробнее будет сказано в главе 5.

1.2.3 Тайминги

Метод тайминга (от англ. timing - распределение во времени, измерение времени, хронометраж) основан на регистрации временных вариаций какого-либо периодического процесса, связанного с наблюдаемой звездой [8, 9].

Первая достоверно обнаруженная внесолнечная планетная система у пульсара PSR 1257 + 12 была найдена путем анализа вариаций периода его радиовсплесков [30], см. рисунок 4. Стабильность периодов вращения одиночного пульсара и всплесков его радиоизлучения очень велика, но, обращаясь вокруг общего с планетной системой барицентра, пульсар меняет свою лучевую скорость. И это отражается на наблюдаемой периодичности прихода радиоимпульсов. Исключительная стабильность периода пульсара позволяет обнаруживать рядом с ним планеты с массой порядка массы Луны - 1023 кг [3].

Рисунок 4 - Изменение времени прихода всплесков пульсара PSR 1257 + 12 из работы [30]. Точки - данные наблюдений, сплошная линия - моделирование влияния системы из двух

планет на период пульсара

Помимо планет у пульсаров методом тайминга были обнаружены планеты в тесных затменно-переменных двойных системах, состоящих из красного карлика и горячего субкарлика или белого карлика, вращающихся друг вокруг друга с периодом в несколько часов (напрмиер, NY Virginis, NN Serpentis). Анализ вариаций времени наступления транзитов (когда тусклый красный карлик частично затмевал яркий белый), вызванных гравитационным влиянием планет, позволил обнаружить в этих системах массивные планеты-гиганты, вращающиеся вокруг тесной двойной как целого [31, 32].

Еще одна область применения метода тайминга - исследование транзитных многопланетных систем. Гравитационное влияние планет друг на друга (и взаимное возмущение орбит) приводит к вариациям времени наступления транзитов, составляющим от нескольких минут до суток, а также влияет на их длительность. Амплитуда вариаций времени наступления транзитов особенно велика, если планеты находятся вблизи одного из орбитальных резонансов низкого порядка (1:2, 3:2 и т.д.). Время наступления транзитов исследуется методом TTV (от англ. transit timing variation), длительность транзитов - методом TDV (от англ. transit duration variation). Метод тайминга транзитов TTV позволил обнаружить

новые экзопланеты (например, [33]), а также получить важные ограничения на массы планет, входящих в состав многопланетных систем, обнаруженных Кеплером (например, [34]). В случае низкого блеска родительских звезд (видимая звездная величина +15...+16), делающего невозможным оценку масс планет методом измерения лучевых скоростей, метод тайминга транзитов на сегодняшний день остается единственным способом оценить массу транзитного кандидата и подтвердить или опровергнуть его планетную природу.

Метод гравитационного микролинзирования основан на известном эффекте общей теории относительности, заключающемся в искривлении световых лучей в поле тяготения массивного тела [8, 9], см. рисунок 5. Если звезда-источник, объект-линза и земной наблюдатель оказываются почти на одной прямой, то объект-линза (им может быть обычная звезда, коричневый карлик, нейтронная звезда или черная дыра) искривляет и фокусирует лучи звезды-источника, что приводит к сильному (до сотен раз) однократному усилению блеска источника. По виду кривой блеска можно определить массу объекта-линзы и расстояние, как до него, так и до звезды-источника.

Если около звезды-линзы находится невидимый компаньон (например, планета), то он приведет к дополнительному искривлению световых лучей и появлению на кривой блеска звезды-источника характерной особенности (небольшому дополнительному пику). Анализ кривой блеска позволяет определить массу планеты и ее расстояние до звезды в проекции на небесную сферу [35].

1.2.4 Гравитационное микролинзирование

Рисунок 5 - Иллюстрация гравитационного микролинзирования

Важным достоинством метода является возможность обнаруживать с его помощью холодные маломассивные планеты на расстояниях в несколько астрономических единиц от звезды-линзы (например, [36, 37]), а существенным недостатком - отсутствие повторяемости событий микролинзирования и большая удаленность обнаруживаемых таким образом планетных систем, которая составляет 0.5...10 килопарсек, что сильно затрудняет их дальнейшее изучение другими методами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фролов, Павел Николаевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Campbell B., Walker G.A.H., Young S. A search for substellar companions to solar-type stars // Astrophysical Journal, Vol. 331, 1988. pp. 902-921.

2. Latham D.W., Stefanik R.P., Mazeh T., Mayor M., Burki G. The unseen companion of HD114762: a probable brown dwarf // Nature, Vol. 339, 1989. pp. 38-40.

3. Wolszczan A. Confirmation of Earth-Mass Planets Orbiting the Millisecond Pulsar PSR B1257 + 12 // Science, Vol. 264, No. 5158, 1994. pp. 538-542.

4. Mayor M., Queloz D. A Jupiter-mass companion to a solar-type star // Nature, Vol. 378, No. 6555, 1995. pp. 355-359.

5. // Энциклопедия внесолнечных планет (The Extrasolar Planets Encyclopaedia): [сайт]. URL: http://exoplanet.eu/

6. // База данных по экзопланетам (Exoplanet Orbit Database & Exoplanet Data Explorer): [сайт]. URL: http://exoplanets.org/

7. Проект Кеплер (Kepler: Home Page) [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: http://kepler.nasa.gov/

8. Seager S., editor. Exoplanets. University of Arizona Press, 2010. 500 pp.

9. Perryman M. The Exoplanet Handbook. Cambridge University Press, 2011. 424 pp.

10. Cegla H.M., Watson C., Shelyag S., Mathioudakis M. A Pathway to Earth-like Worlds: Overcoming Astrophysical Noise due to Convection // American Astronomical Society, AAS Meeting #222, #304.02, 2013.

11. Cegla H.M., Stassun K.G., Watson C.A., Bastien F.A., Pepper J. Estimating Stellar Radial Velocity Variability from Kepler and GALEX: Implications for the Radial Velocity Confirmation of Exoplanets // The Astrophysical Journal, Vol. 780, No. 1, Article id. 104, 2014. pp. 1-8.

12. Panchuk V.E., Klochkova V.G., Sachkov M.E., Yushkin M.V. Doppler Methods of Search and Monitoring of Exoplanets // Solar System Research, Vol. 49, No. 6, 2015. pp. 420-429.

13. Charbonneau D., Berta Z.K., Irwin J., Burke C.J., Nutzman P., Buchhave L.A., Lovis C., Bonfis X., Latham D.W., Udry S., et al. A super-Earth transiting a nearby low-mass star // Nature, Vol. 462, 2009. pp. 891-894.

14. Проект MEarth (The MEarth Project. Searching for Habitable Exoplanets around Nearby Small Stars) [Электронный ресурс] // Сайт университета Гарварда (Harvard University): [сайт]. URL: https://www.cfa.harvard.edu/MEarth/ Welcome.html

15. Kreidberg L., Bean J.L., Desert J.M., Benneke B., Deming D., Stevenson K.B., Seager S., Berta-Thompson Z., Seifahrt A., Homeier D. Clouds in the atmosphere of the Super-Earth exoplanet GJ 1214b // Nature, Vol. 505, No. 7481, 2014. pp. 69-72.

16. Charbonneau D., Allen L.E., Megeath S.T., Torres G., Alonso R., Brown T.M., Gilliland R.L., Latham D.W., Mandushev G., O'Donovan F.T., Sozzetti A. Detection of Thermal Emission from an Extrasolar Planet // The Astrophysical Journal, Vol. 626, 2005. pp. 523-529.

17. Deming D., Seager S., Richardson J., Harrington J. Infrared radiation from an extrasolar planet // Nature, Vol. 434, 2005. pp. 740-743.

18. Проект COROT [Электронный ресурс] // Сайт CNES: [сайт]. URL: https:// corot.cnes.fr/en/COROT/index.htm

19. Отчет по проекту Кеплер (Kepler Planet Candidates, July 2015, NASA) [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: https://www.nasa.gov/ames/ kepler/kepler-planet-candidates-july-2015

20. Petigura E.A., Howard A.W., Marcy G.W. Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 110, No. 48, 2013. pp. 19273-19278.

21. Batalha N.M. Exploring exoplanet populations with NASA's Kepler Mission // Proceedings of the National Academy of Science, Vol. 111, No. 35, 2014. pp. 12647-12654.

22. Fressin F., Torres G., Charbonneau D., Bryson S.T., Christiansen J., Dressing C.D., Jenkins J.M., Walkowicz L.M., Batalha N.M. THE FALSE POSITIVE RATE OF KEPLER AND THE OCCURRENCE OF PLANETS // The Astrophysical Journal, Vol. 766, No. 2. pp. 1-20.

23. Borucki W.J., Summers A.L. The Photometric Method of Detecting Other Planetary Systems // ICARUS, Vol. 58, No. 1, 1984. pp. 121-134.

24. Beatty T.G., Seager S. TRANSIT PROBABILITIES FOR STARS WITH STELLAR INCLINATION CONSTRAINTS // The Astrophysical Journal, Vol. 712, No. 2, 2010. pp. 1433-1442.

25. Selsis F., Wordsworth R.D., Forget F. Thermal phase curves of nontransiting terrestrial exoplanets. 1. Characterizing atmospheres // Astronomy & Astrophysics, Vol. 532, Article Number A1, 2011. pp. 1-14.

26. Maurin A.S., Selsis F., Hersant F., Belu A. Thermal phase curves of non-transiting terrestrial exoplanets 2. Characterizing airless planets // Astronomy & Astrophysics, Vol. 538, Article Number A95, 2012. pp. 1-11.

27. Crossfield I.J.M., Hansen B.M.S., Harrington J., Cho J.Y.K., Deming D., Menou K., Seager S. A New 24 micron Phase Curve for upsilon Andromedae b // The Astrophysical Journal, Vol. 723, No. 2, 2010. pp. 1436-1446.

28. Cowan N.B., Agol E., Charbonneau D. Hot Nights on Extrasolar Planets: Mid-IR Phase Variations of Hot Jupiters // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 379, No. 2, 2007. pp. 641-646.

29. Seager S., Deming D. On the Method to Infer an Atmosphere on a Tidally Locked Super Earth Exoplanet and Upper Limits to GJ 876d // The Astrophysical Journal, Vol. 703, No. 2, 2009. pp. 1884-1889.

30. Wolszczan A., Frail D.A. A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257 + 12 // Nature, Vol. 355, 1992. pp. 145-147.

31. Beuermann K., Hessman F.V., Dreizler S., Marsh T.R., Parsons S.G., Winget D.E., Miller G.F., Shreiber M.R., Kley W., Dhillon V.S., et al. Two planets orbiting the recently formed post-common envelope binary NN Serpentis // Astronomy & Astrophysics, Vol. 521, Article Number L60, 2010. pp. 1-5.

32. Qian S.B., Zhu L.Y., Dai Z.B., Fernandez Lajus E., Xiang F.Y., He J.J. Circumbinary Planets Orbiting Rapidly Pulsating Subdwarf B-type binary NY Vir // The Astrophysical Journal Letters, Vol. 745, Article Number L23, 2012. pp. 1-5.

33. Nesvorny D., Kipping D.M., Buchhave L.A., Bakos G.A., Hartman J., Schmitt A. Detection and Characterization of a Nontransiting Planet by Transit Timing Variations // Science, Vol. 336, No. 6085, 2012. pp. 1133-1136.

34. Hadden S., Lithwick Y. Densities and Eccentricities of 139 Kepler Planets from Transit Time Variations // The Astrophysical Journal, Vol. 787, No. 1, 2014. pp. 1-7.

35. Han C. Expansion of the Planet Detection Channels in Next-Generation Microlensing Surveys // The Astrophysical Journal, Vol. 670, No. 2, 2007. pp. 1361-1366.

36. Gould A., Udalski A., Shin I.G., Porritt I., Shkowron J., Han C., Yee J.C., Kozlowski S., Choi J.Y., Poleski R., et al. A Terrestrial Planet in a ~1 AU Orbit Around One Member of a ~15 AU Binary // Science, Vol. 235, No. 6192, 2014. pp. 46-49.

37. Udalski A., Jung Y.K., Han C., Gould A., Kozlowski S., Skowron J., Poleski R., Soszynski I., Pietrukowicz P., Mroz P., et al. A Venus-Mass Planet Orbiting a Brown Dwarf: Missing Link between Planets and Moons // Tha Astrophysical Journal, Vol. 812, No. 1, 2015. pp. 1-8.

38. Описание проекта GAIA (GAIA Overview) [Электронный ресурс] // Сайт ESA: [сайт]. URL: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/ Gaia_overview

39. Lyon R.G., Clampin M. Space telescope sensitivity and controls for exoplanet imaging // Optical Engineering, Vol. 51, No. 3, 2012. pp. 1-16.

40. Lyon R.G., Heap S., Lo A., Cash W., Starkman G.D., Vanderbei R.J., Kasdin N.J., Copi C.J. Externally occulted terrestrial planet finder coronagraph: simulations and sensitivities // SPIE Proceedings, Vol. 6687, 2007. pp. 1-12.

41. Chauvin G., Lagrange A.M., Dumas C., Zuckerman B., Mouillet D., Song I., Beuzit J.L., Lowrance P. A giant planet candidate near a young brown dwarf. Direct VLT/NACO observations using IR wavefront sensing // Astronomy & Astrophysics, Vol. 425, No. 2, 2004. pp. L29-L32.

42. Song I., Schneider G., Zuckerman B., Farihi J., Becklin E.E., Bessell M.S., Lowrance P., Macintosh B.A. HST NICMOS Imaging of the Planetary-mass Companion to the Young Brown Dwarf 2MASSW J1207334-393254 // The Astrophysical Journal, Vol. 652, No. 1, 2004. pp. 724-729.

43. // Сайт космического телескопа Хаббла: [сайт]. URL: http://hubblesite.org/

44. Guyon O., Pluzhnik E., Kuchner M., Collins B., Ridgway S.T. Theoretical Limits on Extrasolar Terrestrial Planet Detection with Coronagraph // The Astrophysical Journal Supplament Series, Vol. 167, No. 1, 2006. pp. 81-99.

45. Mawet D., Pueyo L., Lawson P., Magnier L., Traub W., Boccaletti A., Trauger J., Gladysz S., Serabyn E., Milli J., et al. Review of small-angle coronagraphic techniques in the wake of ground-based second-generation adaptive optics systems // SPIE Proceedings, Vol. 8442, 2012. pp. 1-21.

46. // Subaru Telescope - сайт телескопа Субару Национальной астрономической обсерватории Японии: [сайт]. URL: http://www.naoj.org/

// Gemini Observatory - сайт обсерватории Джемини: [сайт]. URL: http:// www.gemini.edu/

48. Palomar Observatory - раздел, посвященный Паломарской обсерватории [Электронный ресурс] // Сайт Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology): [сайт]. URL: http://www.astro.caltech.edu/ palomar/homepage.html

49. ESO - VLTI - раздел, посвященный телескопу VLT [Электронный ресурс] // Сайт ESA: [сайт]. URL: http://www.eso.org/sci/facilities/paranal/telescopes/ vlti.html

50. Mayama S., Hashimoto J., Muto T., Tsukagoshi T., Kusakabe N., Kuzuhara M., Takahashi Y., Kudo T., Dong R., Fukagawa M., et al. Subaru Imaging of Asymmetric Features in a Transitional Disk in Upper Scorpius // The Astrophysical Journal Letters, Vol. 760, No. 2, Article Number L26, 2012. pp. 15.

51. Janson M., Brandt T.D., Kuzuhara M., Spiegel D.S., Thalmann C., Currie T., Bonnefoy M., Zimmerman N., Sorahana S., Kotani T., et al. Direct Imaging Detection of Methane in the Atmosphere of GJ 504 b // Tha Astrophysical Journal Letters, Vol. 778, No. 1, Article Number L4, 2013. pp. 1-6.

52. Kuzuhara M., Tamura M., Kudo T., Janson M., Kandori R., Brandt T.D., Thalmann C., Spiegel D., Biller B., Carson J., et al. Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-like Star GJ 504 // The Astrophysical Journal, Vol. 774, No. 1, 2013. pp. 1-18.

53. Narita N., Fukui A., Ikoma M., Hori Y., Kurosaki K., Kawashima Y., Nagayama T., Onitsuka M., Sukom A., Nakajima Y., et al. Multi-Color Transit Photometry f GJ 1214b through BJHKs-Bands and a Long Term Monitoring of the Stellar Variability of GJ 1214 // The Astrophysical Journal, Vol. 773, No. 2, 2013. pp. 110.

54. Проект The Subaru Coronagraphic Extreme AO Project (SCExAO: Home) [Электронный ресурс] // Сайт телескопа Субару Национальной астрономической обсерватории Японии: [сайт]. URL: http://www.naoj.org/ Proj ects/SCEXAO/index.html

55. Mendillo C.B., Hicks B.A., Cook T.A., Bifano T.G., Content D.A., Lane B.F., Levine B.M., Rabin D., Rao S.R., Samuele R., et al. PICTURE: a sounding rocket experiment for direct imaging of an extrasolar planetary environment // SPIE Proceedings, Vol. 8442, No. 1-15, 2012.

56. The Sounding Rockets Program Office - PICTURE 2011 [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: http://sites.wff.nasa.gov/code810/news/ story120.html

57. The Sounding Rockets Program Office - PICTURE 2015 [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: http://sites.wff.nasa.gov/code810/news/ story169.html

58. Chakrabarti S., Mendillo C.B., Cook T.A., Martel J.F., Finn S.C., Howe G.A., Hewawasam K., Douglas E.S. Planet Imaging Coronagraphic Technology Using a Reconfigurable Experimental Base (PICTURE-B): The Second in the Series of Suborbital Exoplanet Experiments // Journal of Astronomical Instrumentation, Vol. 5, No. 1, 2016. pp. 1-11.

59. Cook T., Cahoy K., Chakrabarti S., Douglas E., Finn S.C., Kuchner M., Lewis N., Marinan A., Martel J., Mawet D., et al. Planetary Imaging Concept Testbed Using a Recoverable Experiment-Coronagraph (PICTURE C) // Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, Vol. 1, No. 4, 2015. pp. 1-8.

60. Nishikawa J., Murakami N. Unbalanced Nulling Interferometer and Precise Wavefront Control // Optical Review, Vol. 20, No. 6, 2013. pp. 453-462.

61. Lyot B. The Study of the Solar Corona and Prominences without Eclipses (George Darwin Lecture) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 99, 1939. pp. 580-594.

62. Labeyrie A., Lipson S.G., Nisenson P. An Introduction to optical Stellar Interferometry. Cambridge University Press, 2006. 381 pp.

63. Roddier F., Roddier C. Stellar Coronagraph with Phase Mask // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 109, 1997. pp. 815-820.

64. Guyon O., Roddier C., Elon Graves J., Roddier F. The Nulling Stellar Coronagraph: Laboratory Tests and Performance Evaluation // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 111, No. 764, 1999. pp. 1321-1330.

65. Abe L., Vakili F., Boccaletti A. The achromatic phase knife coronagraph // Astronomy & Astrophysics, Vol. 374, No. 3, 2001. pp. 1161-1168.

66. Abe L., Domiciano de Souza Jr. A., Vakili F., Gay J. Phase Knife Coronagraph. II - Laboratory results // Astronomy & Astrophysics, Vol. 400, No. 1, 2003. pp. 385392.

67. Rouan D., Riaud P., Boccaletti A., Clecnet Y., Labeyrie A. The Four-Quadrant Phase-Mask Coronagraph. I. Principle // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 112, 2000. pp. 1479-1486.

68. Riaud P., Boccaletti A., Rouan D., Lemarquis F., Labeyrie A. The Four-Quadrant Phase-Mask Coronagraph. II. Simulations // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 113, 2001. pp. 1145-1154.

69. Riaud P., Boccaletti A., Baudrand J., Rouan D. The Four-Quadrant Phase Mask Coronagraph. III. Laboratory Performance // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 115, 2003. pp. 712-719.

70. Boccaletti A., Riaud P., Baudoz P., Baudrand J., Rouan J., Gratadour D., Lacombe F., Lagrange A.M. The Four-Quadrant Phase Mask Coronagraph. IV. First Light at the Very Large Telescope // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 116, 2004. pp. 1061-1071.

71. Murakami N., Uemura R., Baba N., Nishikawa J., Tamura M., Hashimoto N., Abe L. An Eight-Octant Phase-Mask Coronagraph // Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 120, 2008. pp. 1112-1118.

72. Foo G., Palacios D.M., Swartzlander, Jr. G.A. Optical vortex coronagraph // Optics Letters, Vol. 30, No. 24, 2005. pp. 3308-3310.

73. Проект WFIRST - Wide-Field Infrared Space Telescope [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: http://wfirst.gsfc.nasa.gov/

74. Mawet D., Riaud P., Absil O., Surdej J. ANNULAR GROOVE PHASE MASK CORONAGRAPH // The Astrophysical Journal, Vol. 633, No. 2, 2005. pp. 11911200.

75. Mawet D., Serabyn E., Liewer K., Hanot C., McEldowney S., Shemo D., O'Brien N. Optical Vectorial Vortex Coronagraphs using Liquid Crystal Polymers: theory, manufacturing and laboratory demonstration // Optics Express, Vol. 17, No. 3, 2009. pp. 1902-1918.

76. Mawet D., Serabyn E., Liewer K., Barruss R. The Vector Vortex Coronagraph: Laboratory Results and First Light at Palomar Observatory // The Astrophysical Journal, Vol. 709, No. 1, 2009. pp. 53-57.

77. Guyon O. Phase-induced amplitude apodization of telescope pupils for extrasolar terrestrial planet imaging // Astronomy & Astrophysics, Vol. 40, No. 1, 2003. pp. 379-387.

78. Guyon O., Martinache F., Belikov R., Soummer R. High Perfomance PIAA Coronagraphy with Complex Amplitude Focal Plane Mask // The Astrophysical Journal Supplement Series, Vol. 190, 2010. pp. 220-232.

79. Bracewell R.N. Detecting nonsolar planets by spinning infrared interferometer // Nature, Vol. 274, 1978. pp. 780-781.

80. Описание проекта Дарвин (Darwin Overview) [Электронный ресурс] // Сайт ESA: [сайт]. URL: http://www.esa.int/science/darwin

81. Проект TPF [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: http:// exep.jpl.nasa.gov/TPF-C/tpf-C_index.cfm

82. Martin S., Ksendzov A., Lay O., Peters R.D., Scharf D.P. TPF-Interferometer: a decade of development in exoplanet detection technology // SPIE Proceedings, Vol. 8151, 2011. pp. 1-14.

83. Проект SIM (SIM Mission) [Электронный ресурс] // Сайт NASA: [сайт]. URL: http : //science.nasa. gov/missions/sim/

84. Breckinridge J.B. Coherence interferometer and astronomical applications // Applied Optics, Vol. 11, No. 12, 1972. pp. 2996-2998.

85. Roddier F., Roddier C., Demarcq J. A rotation shearing interferometer with phase-compensated roof-prisms // Journal of Optics, Vol. 9, No. 3, 1978. pp. 145-149.

86. Roddier C., Roddier F., Demarcq J. Compact Rotational Shearing Interferometer For Astronomical Applications // Optical Engineering, Vol. 28, No. 1, 1989. pp. 66-70.

87. Bely P.Y., Burrows C.J., Illingworth G.D., editors. The Next Generation Space Telescope. Space Telescope Science Institute, 1990. 375 pp.

88. Gay J., Rabbia Y. Principe d'un coronographe interferentiel // Comptes Rendus de l'Academie des Sciences - Series 2b - Mecanique, physique, chimie, astronomie, Vol. 332, 1996. pp. 265-271.

89. Gay J., Rabbia Y., Baudoz P. Le coronographe interferentiel achromatique // Comptes Rendus de l'Academie des Sciences - Series 2b - Mecanique, physique, chimie, astronomie, Vol. 325, 1997. pp. 51-56.

90. Baudoz P., Rabbia Y., Gay J. Achromatic interfero coronagraphy I. Theoretical capabilities for ground-based observations // Astronomy & Astrophysics Supplement Series, Vol. 141, No. 2, 2000. pp. 319-329.

91. Rabbia Y., Gay J., Rivet J.P. The Achromatic Interfero Coronagraph (Le Coronographe Interférentiel Achromatique) // Comptes Rendus Physique, Vol. 8, No. 3-4, 2007. pp. 385-395.

92. Baudoz P., Rabbia Y., Gay J., Burg R., Petro L., Bely P., Fleury B., Madec P.Y., Charbonnier F. Achromatic interfero coronagraphy II. Effective perfomance on the sky // Astronomy & Astrophysics Supplement Series, Vol. 145, No. 2, 2000. pp. 341-350.

93. Gouy L. Sun une propriété nouvelle des ondes lumineuses // Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Vol. 110, 1890. pp. 1251-1253.

94. Gouy L. Sur la propagation anomale des ondes // Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Vol. 111, 1890. pp. 33-36.

95. Ren D., Serabyn E. Symmetric nulling coronagraph based on a rotational shearing interferometer // Applied Optics, Vol. 44, No. 33, 2005. pp. 7070-7073.

96. Ren D., Serabyn E. Estimated performance of a symmetric nulling coronagraph for exoplanet imaging // SPIE Proceedings, Vol. 6265, 2006. pp. 1-7.

97. Shao M. Hubble extra-solar planet interferometer // SPIE Proceedings, Vol. 1494, 1991. pp. 347-356.

98. Hicks B., Cook T., Lane B., Chakrabarti S. Monolithic achromatic nulling interference coronagraph: design and performance // Applied Optics, Vol. 48, No. 26, 2009. pp. 4963-4977.

99. Hicks B. Nulling Interferometers for Space-based High-Contrast Visible Imaging and Measurement of Exoplanetary Environments. Springer Science+Business Media, 2014. 127 pp.

100. Tavrov A.V., Kobayashi Y., Tanaka Y., Shioda T., Otani Y., Kurokawa T., Takeda M. Common-path achromatic interferometer-coronagraph: nulling of polychromatic light // Optics Letters, Vol. 30, No. 17, 2005. pp. 2224-2226.

101. Тавров А.В. Увеличение пространственной когерентности протяженного источника в последовательных интерферометрах вращательного сдвига для ахроматической звездной коронографии // Журнал экспериментальной и теоретической физики, Т. 135, № 6, 2009. С. 1109-1124.

102. Тавров А.В., Кораблев О.И., Родин А.В., Виноградов И.И., Трохимовский А.Ю., Иванов А.Ю., Ксанфомалити Л.В., Орлов Д.А. Звездный коронограф по принципу ахроматического нуль-интерферометра // Космические исследования, Т. 49, № 2, 2011. С. 105-116.

103. Тавров А.В. Физические основы ахроматической нуль-интерферометрии для звездной коронографии // Журнал экспериментальной и теоретической физики, Т. 134, № 6(12), 2008. С. 1103-1114.

104. Sagnac M.G. L'ether lumineux demontre par l'effet du vent relatif d'ether dans un interferometre en rotation uniforme // Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Vol. 157, 1913. pp. 708-710.

105. Tavrov A.V., Nishikawa J., Tamura M., Abe L., Yokochi K., Kurokawa T., Takeda M. Achromatic interfero-coronagraph with two common-path interferometers in tandem // Applied Optics, Vol. 47, No. 28, 2008. pp. 49154926.

106. Aime C., Ricort G., Carlotti A., Rabbia Y., Gay J. ARC: an Achromatic Rotationshearing Coronagraph // Astronomy & Astrophysics, Vol. 517, Article Number A55, 2010. pp. 1-10.

107. Allouche F., Glindemann A., Aristidi E., Vakili F. APIC Absolute Position Interfero-Coronagraph for direct exoplanet detection // Astronomy & Astrophysics, Vol. 500, No. 3, 2009. pp. 1277-1280.

108. Lyon R.G., Clampin M., Petrone P., Mallik U., Madison T., Bolcar M.R. High Contrast Vacuum Nuller Testbed (VNT) Contrast, Performance and Null Control // SPIE Proceedings, Vol. 8442, Article Number 844208, 2012. pp. 1-10.

109. Lyon R.G., Hicks B.A., Clampin M., Petrone P. Phase-Occultation Nulling Coronagraphy, Vol. Available at http://arxiv.org/abs/1504.05747v1, 2015. pp. 116.

110. Tavrov A., Korablev O., Ksanfomaliti L., Rodin A., Frolov P., Nishikawa J., Tamura M., Kurokawa T., Takeda M. Common-path achromatic rotationalshearing coronagraph // Optics Letters, Vol. 36, No. 11, 2011. pp. 1972-1974.

111. Фролов П.Н., Ахметов И.И., Шкурский Б.Б., Гвоздовский И.В., Киселев А.В., Кораблев О.И., Тавров А.В. Ахроматический интерференционный коронограф с переменным вращательным сдвигом для исследования внесолнечных планет // Астрономический вестник, Т. 47, № 6, 2013. С. 518527.

112. Frolov P., Shashkova I., Bezymyannikova Y., Kiselev A., Tavrov A. Achromatic interfero-coronagraph with variable rotational shear: reducing of star leakage effect, white light nulling with lab prototype // Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, Vol. 2, No. 1, 2016. pp. 1-8.

113. Frolov P., Kiselev A., Tavrov A. Achromatic Interfero-Coronagraph with Variable Rotational Shear in laboratory experiments // Proceedings of SPIE, Vol. 9906, 2016. pp. 1-9.

114. Борн М., Вольф Е. Основы оптики. 2-е изд. Москва: Наука, 1973. 720 с.

115. Tavrov A.V., Miyamoto Y., Kawabata T., Takeda M., Andreev V.A. Generalized algorithm for the unified analysis and simultaneous evaluation of geometrical spin-redirection phase and Pancharatnam phase in a complex interferometric system // Journal of the Optical Society of America A, Vol. 17, No. 1, 2000. pp. 154-161.

116. Тавров А.В., Орлов Д.А., Виноградов И.И. Расчет фазы при повороте изображения в неплоском поляризационном нуль-интерферометре // Измерительная техника, Т. 9, 2010. С. 31-37.

117. Plano Metallic Mirrors [Электронный ресурс] // Thorlabs, Inc. Optical equipment company: [сайт]. URL: http://www.thorlabs.com/ navigation. cfm? guide_id= 15

118. Protected Silver Mirrors [Электронный ресурс] // Thorlabs, Inc. Optical equipment company: [сайт]. URL: http://www.thorlabs.com/ newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=903

119. Glan-Taylor Calcite Polarizers [Электронный ресурс] // Thorlabs, Inc. Optical equipment company: [сайт]. URL: http://www.thorlabs.com/ newgrouppage9.cfm?obj ectgroup_id=816

120. Mounted Superachromatic Wave Plates [Электронный ресурс] // Thorlabs, Inc. Optical equipment company: [сайт]. URL: http://www.thorlabs.com/ newgrouppage9.cfm?obj ectgroup_id=2193

121. Metallic Coated Optics [Электронный ресурс] // Standa. Opto-Mechanical Products: [сайт]. URL: http://www.standaphotonics.com/metallic-coated-optics/

122. Polarizing Beamsplitter Cubes [Электронный ресурс] // Standa. OptoMechanical Products: [сайт]. URL: www.standaphotonics.com/polarizing-optics/ polarizing-beamsplitter-cubes.php

123. Zero Order Crystalline Quartz Retardation Plates [Электронный ресурс] // Standa. Opto-Mechanical Products: [сайт]. URL: http://www.standa.lt/products/ catalog/optics?item=198&prod=zero_order_crystalline_quartz_retardation_plates

124. Jovanovic N., Martinache F., Guyon O., Clergeon C., Singh G., Kudo T., Garrel V., Newman K., Doughty D., Lozi J., et al. The Subaru Coronagraphic Extreme

Adaptive Optics System: Enabling High-Contrast Imaging on Solar-System Scales // The Astronomical Society of the Pacific, Vol. 127, No. 955, 2015. pp. 890-910.

125. Macintosh B., Graham J.R., Ingraham P., Konopacky Q., Marois C., Perrin M., Poyneer L., Bauman B., Barman T., Burrows A.S., et al. First light of the Gemini Planet Imager // Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 111, No. 35, 2014. pp. 12661-12666.

126. Hinkley S., Oppenheimer B.R., Brenner D., Parry I.R., Sivaramakrishnan A., Soummer R., King D. A new integral field spectrograph for exoplanetary science at Palomar // Proc. SPIE, Vol. 7015, 2008. pp. 1-10.

127. Fusco T., Sauvage J.F., Petit C., Costille A., Dohlen K., Mouillet D., Beuzit J.L., Kasper M., Suarez M., Soenke C., et al. Final performance and lesson-learned of SAXO, the VLT-SPHERE extreme AO: from early design to on-sky results // Proc. SPIE, Vol. 9148, 2014. pp. 1-15.

128. Madhusudhan N., Burrows A. Analytic Models for Albedos, Phase Curves, and Polarization of Reflected Light from Exoplanets // The Astrophysical Journal, Vol. 747, No. 1, 2012. pp. 1-16.

129. Фролов П.Н., Ананьева В.И., Ксанфомалити Л.В., Тавров А.В. Наблюдение фазовы кривых экзопланет с помощью звездного коронографа // Астрономический вестник, Т. 49, № 6, 2015. С. 448-458.

130. Oppenheimer B.R., Beichman C., Brenner D., Burruss R., Cady E., Crepp J., Hikkenbrand L., Hinkley S., Ligon E.R., Lockhart T., et al. Project 1640: the world's first ExAO coronagraphic hyperspectral imager for comparative planetary science // Proc. SPIE, Vol. 8447, 2012. pp. 1-13.

131. Krist J., Nemati B., Mennesson B. Numerical modeling of the proposed WFIRST-AFTA coronagraphs and their predicted performances // Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, Vol. 2, 2015. pp. 1-25.

132. Shahshkova I., Shkursky B., Frolov P., Bezymyannikova Y., Kiselev A., Nishikawa J., Tavrov A. Extremely unbalanced interferometer for precise wavefront control in stellar coronagraphy // Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, Vol. 2, 2015. pp. 1-6.

133. Ахметов И.И., Фролов П.Н., Шкурский Б.Б., Ринкевичюс Б.С., Киселев А.В., Тавров А.В. Ахроматический 3D-интерферометр для контроля и анализа качества волнового фронта // Измерительная техника, Т. 8, 2013. С. 28-30.

134. Nishikawa J., Abe L., Murakami N., Kotani T. Precise Wavefront Correction with an Unbalanced Nulling Interferometer for Exo-Planet Imaging Coronagraphs // Astronomy & Astrophysics, Vol. 489, No. 3, 2008. pp. 1389 - 1398.

135. Yokochi K., Murakami N., Nishikawa J., Abe L., Tamura M., Tavrov A.V., Takeda M., Kurokawa T. Speckle level suppression using an unbalanced nulling interferometer in a high-contrast imaging system // Optics Express, Vol. 19, No. 6, 2011. pp. 4957-4969.

136. Tinetti G., Encrenaz T., Coustenis A. Spectroscopy of planetary atmospheres in our Galaxy // The Astronomy and Astrophysics Review, Vol. 21, No. 1, 2013. pp. 1-63.