ESPRESSO-maistiainen

Valtava diffraktiohila ultratarkan, eksoplaneettojen havaitsemisteknologian seuraava sukupolven edustajan, ESPRESSO-spektrografin sydämessä kuvattiin testien aikana puhdastilassa ESO:n päämajassa Garching bei Münchenissä, Saksassa.

ESO:n insinöörit ovat vastikään saaneet valmiiksi hilan suuntaamisen, joka on vaikea prosessi. Tämän komponentin tuottaminen ja suuntaaminen on yksi ESO:n tärkeimmistä panostuksista ESPRESSO-projektiin. Hila on suurin ESO:ssa koskaan kootuista hiloista, ja se on yhtä pitkä kuin suurin koskaan valmistettu echelle-hila, joka on Keck-teleskoopin HIRES-spektrografin 1.2 x 0.3 metrin hila.

Lopullisen suuntaamisen jälkeen hila kiinnitetään lopulliselle alustalle. Sen kaikki komponentit on valmistettu Zerodur-lasista (VLT:n peileihin on käytetty samaa materiaalia) eikä se tule koskaan enää tarvitsemaan minkäänlaista säätämistä. ESO on tämän kiinnitystekniikan pioneeri ja sen on osoitettu toimivan aikaisemmilla instrumenteilla.

Kunhan ESPRESSO on asennettu ESO:n Paranalin observatoriolle Chileen vuonna 2016, se yhdistää valon kaikista neljästä VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) yksikköteleskoopista (Unit Telescope) luoden virtuaalisen 16-metrisen teleskoopin. Sen diffraktiohila hajottaa valon värikomponentteihinsa analyysia varten aivan kuin prisma, mutta eri fysikaalisen mekanismin kautta.

ESPRESSO on HARPS:in – maailman eturivin eksoplaneettametsästäjän – manttelinperijä ja tulee viemään eksoplaneettojen etsinnän aivan uudelle tasolle. Sen avulla tähtitieteilijät voivat etsiä maankaltaisia planeettoja lähitähtien ympäriltä niiden elämänvyöhykkeeltä [1]. Sillä on myös paljon muita tiedesovellutuksia, kuten luonnonvakioiden mahdollisten vaihteluiden etsintä maailmankaikkeuden eri ikäkausien aikana ja eri suunnissa erittäin kaukaisten kvasaarien valoa tutkimalla.

Huomautuksia:

[1] Tähteä kiertävä planeetta aiheuttaa pienen, säännöllisen vaihtelun kaukana Maassa olevan havaitsijan näkösäteen suunnassa mittaamaan nopeuskomponenttiin (joka tunnetaan radiaalinopeutena). Tämä vaihtelu voidaan havaita ”vaappumisena” tähden spektrissä, kun eri viivat liikkuvat edestakaisin keskimääräisen sijaintipaikkansa ympärillä Doppler-efektin seurauksena. Kun planeetta liikkuu havaitsijasta poispäin, radiaalinopeuden muutos aiheuttaa tähden spektrin siirtymisen kohti pidempiä aallonpituuksia (punasiirtymä) ja kohti lyhyempiä aallonpituuksia planeetan liikkuessa lähemmäksi (sinisiirtymä). Pienet muutokset tähden spektrin sijainnissa ilmaisimella ovat muutaman nanometrin luokkaa, mutta ne ovat siitä huolimatta mitattavissa ESPRESSO:lla ja niitä voidaan käyttää paljastamaan planeettojen olemassaolo.

Lisätietoa:

ESPRESSO:a (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) kehittää konsortio, joka koostuu ESO:sta ja seitsemästä muusta tieteellisestä instituutista :