El Europees Zuidelijk Observatorium (ESO) heeft een belangrijke stap gezet in de zoeken naar exoplaneten Met de start van de operationele fase van de zonnetelescoop in combinatie met de ESPRESSO-spectrograaf in Paranal, Chili, is het wetenschappelijke team, na de succesvolle afronding van de eerste tests en verificatiewaarnemingen begin april, begonnen met het finetunen van het systeem om de onderzoeksfase volledig te kunnen starten.
Dit instrument, bekend als PoET (Paranal Solar ESPRESSO Telescope) De ESPRESSO-zonnetelescoop is niet ontworpen om andere planetenstelsels direct te observeren, maar om de zon met extreme precisie te bestuderen. Het doel is om te begrijpen hoe de activiteit van onze ster het licht dat ze uitzendt verandert en hoe dat effect kan worden waargenomen. maskeren of imiteren aanwezigheid van exoplaneten bij het bestuderen van verre sterren.
Een zonnetelescoop in dienst van planetenjagers.
In Paranal, in het hart van de Atacama-woestijn, staat de ESPRESSO-zonnetelescoop. na de afronding van de "eerste lichtfase" en de eerste tests. onder toezicht van ESO. Tijdens deze eerste waarnemingen hebben specialisten vastgesteld dat het systeem in staat is tot vangstspectra zowel van de gehele zonneschijf als van zeer specifieke gebieden van het zonneoppervlak.
ESO benadrukt dat deze telescoop specifiek is ontworpen om zogenaamde “exoplanetenjagers”Hoewel de telescoop alleen op de zon is gericht, zijn de gegevens ervan van fundamenteel belang voor het verbeteren van de technieken die worden gebruikt om planeten te detecteren die rond andere sterren draaien, omdat ze het mogelijk maken om de effecten van stellaire activiteit op licht tot in detail weer te geven.
De detectie van exoplaneten is grotendeels gebaseerd op de nauwgezette bestudering van de licht van de gaststerSterrenkundigen speuren naar de kleinste variaties in het spectrum, dat wil zeggen in de ontleding van licht in de samenstellende kleuren of frequenties. Kleine veranderingen in deze spectrale lijnen kunnen de aanwezigheid van een planeet in een baan om de aarde onthullen.
Het probleem is dat sterren, waaronder de zon, geen statische lichtbronnen zijn: ze vertonen vlekken, uitbarstingen en een hele reeks andere verschijnselen die hun eigen signalen genereren. Deze activiteit kan Het spoor van een planeet verbergen, vervormen of zelfs simuleren.wat zeer nauwkeurige metingen aanzienlijk bemoeilijkt.
Dit ongewenste effect staat bekend als astrofysische “ruis”De huidige technologie kan het tot op zekere hoogte meten, maar het volledig verwijderen ervan uit de spectra van verre sterren blijft een van de grootste uitdagingen in de moderne astronomie. Het is nog niet volledig duidelijk hoe elk type stellaire activiteit het licht beïnvloedt dat uiteindelijk telescopen bereikt.
De zon bestuderen om verre sterren te begrijpen.
Om dit probleem bij de wortel aan te pakken, richt het project zich op de zon als referentielaboratorium gebruikenIn tegenstelling tot verre sterren kan onze ster tot in detail worden waargenomen, waardoor onderzoekers nauwkeurig kunnen analyseren wat er op het oppervlak gebeurt en tegelijkertijd kunnen vastleggen hoe het spectrum verandert.
De ESPRESSO-zonnetelescoop biedt een ongekende resolutie bij de observatie van specifieke gebieden van de zonDankzij deze technologie kunnen onderzoeksteams de evolutie van zonnevlekken, actieve gebieden of rustige zones volgen en zien hoe elk ervan de spectrale signatuur van de ster verandert.
Het systeem maakt gelijktijdige bewaking mogelijk van volledige zonneschijf en individuele kenmerken van het oppervlak. Dit dubbele perspectief, zowel globaal als gedetailleerd, is essentieel voor het vaststellen van kwantitatieve verbanden tussen de verschijnselen die op het oppervlak van de zon worden waargenomen en de patronen die in het spectrum ervan verschijnen.
Met deze informatie kunnen wetenschappers veel realistischere modellen bouwen van stellaire activiteit en de impact daarvan op licht. Deze kennis zal vervolgens dienen als “sjabloon” voor het interpreteren van de waarnemingen van andere sterren met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van de zon, iets wat essentieel is wanneer men op zoek is naar planeten ter grootte van de aarde in banen die lijken op die van ons.
Nuno Santos, de hoofdonderzoeker van dit project, heeft benadrukt dat de waarnemingen verkregen met deze zonnetelescoop van grote waarde zijn. Ze zouden cruciaal kunnen zijn voor het ontdekken en karakteriseren van exoplaneten. die tot op de dag van vandaag verborgen blijven achter het geluid dat door hun moedersterren wordt gegenereerd.
Technische mogelijkheden van de ESPRESSO- en PoET-zonnetelescopen
Het hart van het systeem is een speciale zonnetelescoop, geïntegreerd in het Paranal-complex, die samenwerkt met de spectrograaf. ESPRESSO geïnstalleerd op de Very Large Telescope (VLT)Deze spectrograaf is een van de meest precieze instrumenten ter wereld voor het meten van minuscule veranderingen in sterlicht.
De ESPRESSO-zonnetelescoop, in sommige documenten ook wel PoET genoemd, heeft een hoofdspiegel met een diameter van 60 centimeterDeze component wordt gebruikt om zeer specifieke gebieden van het zonneoppervlak te observeren, zoals specifieke zonnevlekken of goed gedefinieerde actieve gebieden.
Naast de hoofdspiegel beschikt het systeem over een tweede kleinere telescoopHet is verantwoordelijk voor het opvangen van licht van de gehele zichtbare zonneschijf. Op deze manier wordt tegelijkertijd globale informatie over de zon en informatie over kleine, geselecteerde gebieden verkregen – een essentiële combinatie voor het type analyse dat wordt uitgevoerd.
Het licht dat door beide telescopen wordt opgevangen, wordt naar de ESPRESSO-spectrograaf geleid, die met enorme precisie de verschuivingen in de spectraallijnen kan meten die ermee samenhangen. minimale variaties in snelheid en activiteit op het zonneoppervlak. Deze veranderingen, die bij andere sterren ten onrechte zouden kunnen worden aangezien voor het effect van een in een baan draaiende planeet, worden hier onder gecontroleerde omstandigheden bestudeerd.
Door te opereren vanuit het Paranal-observatorium profiteert het systeem van bepaalde voordelen. uitzonderlijk stabiele en droge atmosferische omstandighedenkenmerken van de Atacama-woestijn. Dit maakt het mogelijk om de kwaliteit van de gegevens te maximaliseren, zowel bij zonne- als nachtelijke waarnemingen met de VLT, en de verstoringen door de aardatmosfeer te minimaliseren.
Het ruisfilter om nieuwe werelden te onthullen.
Een van de belangrijkste doelen van dit project is het ontwikkelen van methoden die het mogelijk maken om de signalen die door een planeet worden gegenereerd duidelijk te onderscheiden. van die afkomstig zijn van de ster zelf. Wanneer een ster intense activiteit vertoont, kunnen de variaties in zijn licht sterker zijn dan het effect veroorzaakt door een planeet ter grootte van de aarde, waardoor het moeilijk is om kleine werelden in bewoonbare banen te detecteren.
Door systematisch te bestuderen hoe elk type zonneactiviteit zich vertaalt in specifieke veranderingen in het spectrum, zal het team in staat zijn algoritmen en modellen te creëren die in staat zijn tot Trek dat stellaire geluid eraf. op basis van waarnemingen van andere sterren. Met andere woorden, ze zullen proberen het zuivere signaal van de mogelijke planeet te isoleren van de overige verstoringen.
Deze strategie is met name relevant voor Europa, waar ESPRESSO maakt deel uit van de essentiële infrastructuur. van ESO voor de studie van exoplaneten. De verbeteringen in de gegevensverwerking die dankzij de ESPRESSO-zonnetelescoop zijn bereikt, zullen worden toegepast op observatiecampagnes van Europese onderzoeksteams en teams uit andere delen van de wereld.
Als de verwachtingen worden bevestigd, zal de combinatie van PoET en ESPRESSO het mogelijk maken om... de haalbare nauwkeurigheid verhogen Bij radiale snelheidsmetingen van sterren, een van de meest gebruikte methoden voor het vinden van exoplaneten, zou dit leiden tot een grotere mogelijkheid om kleinere en verder gelegen planeten te identificeren, die tot nu toe verborgen zijn gebleven in de ruis.
De vooruitgang opent ook de deur naar een betere toekomst. karakterisering van reeds bekende exoplanetenEen beter begrip van de bijdrage van de ster aan het totale signaal helpt bij het verfijnen van parameters zoals de massa of de baan van de gedetecteerde planeten.
Met deze reeks tools versterkt Paranal zijn rol als epicentrum van de wereldastronomie En indirect plaatst het Europa in een prominente positie in de race om potentieel bewoonbare werelden buiten ons zonnestelsel te vinden.
De ingebruikname van de ESPRESSO-zonnetelescoop en de integratie ervan met de ESPRESSO-spectrograaf van de VLT markeren een keerpunt in de zoektocht naar exoplaneten: door te ontrafelen hoe de activiteit van de zon het licht ervan beïnvloedt, beschikken astronomen nu over een zeer gedetailleerd model om waarnemingen van vergelijkbare sterren te verfijnen en zo exoplaneten te vinden. om planeten te onthullen die tot nu toe verborgen bleven in de stellaire ruis.waardoor de verkenning van andere werelden een doorslaggevende impuls krijgt.
