A theoretical look at coronagraph design and performance for direct imaging of exoplanets

Olivier Guyon

doi:10.1016/j.crhy.2007.02.005

A theoretical look at coronagraph design and performance for direct imaging of exoplanets
[Analyse théorique de l'architecture et des performance des coronographes pour l'imagerie directe d'exoplanètes]

Olivier Guyon ¹

¹ Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, 650 North A'ohoku Place, Hilo, HI 96720, USA

Comptes Rendus. Physique, Volume 8 (2007) no. 3-4, pp. 323-332.

Résumé
Abstract

De nouveaux coronographes sont proposés a un rythme de plus en plus soutenu. Dans cet article, j'étudie la performance théorique qu'ils offrent pour la detection directe d'exoplanètes. Les lois fondamentales de la physique imposent des limites sur la performance des coronagraphes et ces limites sont comparées aux coronographes existants. Ce travail théorique permet de mieux comprendre comment concevoir un coronographe haute performance et explique de nombreuses caracteristiques de plusieurs types de coronographes. Cette nouvelle perspective illustre tout particulierement l'importance de la taille angulaire de l'étoile. Cette étude montre que le coronagraph PIAA est tout particulierement attrayant pour l'imagerie directe d'exoplanètes. De recents resultats obtenus en laboratoire sont présentés.

New coronagraph concepts are being proposed at an increasing rate. In this article, I look at the intrinsic performance each concept can theoretically offer for direct detection of exoplanets. Fundamental physics sets quantifiable limits on the performance of coronagraphs. This theoretical work provides valuable insight into how to design high performance coronagraphs, explains many of the characteristics of particular designs and reveals the importance of stellar angular diameter on coronagraph performance. This study shows that the PIAA coronagraph appears to be extremely attractive for direct imaging of exoplanets. Recent results obtained in the laboratory with this coronagraph are briefly presented.

Publié le : 2007-04-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2007.02.005

Keywords: Coronagraph, Exoplanets, Telescope
Mot clés : Coronographe, Exoplanètes, Téléscope

Affiliations des auteurs :

Olivier Guyon ¹

¹ Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, 650 North A'ohoku Place, Hilo, HI 96720, USA

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Olivier Guyon. A theoretical look at coronagraph design and performance for direct imaging of exoplanets. Comptes Rendus. Physique, Volume 8 (2007) no. 3-4, pp. 323-332. doi : 10.1016/j.crhy.2007.02.005. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2007.02.005/

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