3 декабря 2020, четверг, 01:07
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

07 декабря 2017, 09:22

Охотник за планетами

Цветной снимок спектров, полученных в ходе первых наблюдений на спектрографе ESPRESSO
Цветной снимок спектров, полученных в ходе первых наблюдений на спектрографе ESPRESSO
ESO/ESPRESSO team

Астрономы Европейской Южной обсерватории (ESO) сообщают, что успешно выполнены первые наблюдения с новым спектрографом ESPRESSO, предназначенным для поиска небольших каменных экзопланет. Он установлен на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) в обсерватории Параналь в Чили. ESPRESSO отличается неслыханной точностью регистрации малейших изменений в спектрах звезд, что и позволит ему находить новые экзопланеты. При работе с ним инструментом впервые будет реализован режим совместной работы всех четырех основных телескопов комплекса VLT, который таким образом станет экивалентным одиночному 16-метровому телескопу.

ESPRESSO (The Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) представляет собой эшельный спектрограф (или эшелле-спектрограф, от франц. échelle «лестница»). Каждый спектрограф должен каким-то образом разделять попадающий в него поток излучения по длинам волн. Для этой цели может служить призма, а может – дифракционная решетка, которая образуется большим количеством параллельных штрихов на зеркальной поверхности. Штрихи должны быть нанесены с очень высокой точностью. Примером дифракционной решетки может служить компакт-диск, так как на нем нанесена дорожка для записи информации с расстоянием между витками равным 1,6 мкм. Благодаря этому мы можем наблюдать дифракцию солнечного света на поверхности компакт-диска.

 

Дифракция света на компакт-диске

Эшельная дифракционная решетка обладает очень высокой дисперсией и разрешающей способностью. Это достигается большим «углом блеска» решетки, то есть углом наклона грани штриха. Поскольку дифракционные картинки разных длин волны могут перекрываться, что вносит помехи в итоговые спектры, в эшельных спектрографах используется вспомогательное диспергирующая система – еще одна дифракционная решетка или призма установленная перпендикулярно основной. Сначала поток излучения попадает на нее и разделяются в первый раз, потом отдельные потоки попадают на эшельную решетку.

 

Принципиальная схема эшельного спектрометра

Над проектом ESPRESSO и его воплощением работали ученые из астрономической обсерватории Женевского и Бернского университетов, INAF–астрономической обсерватории Триеста и INAF–астрономической обсерватории Брера, Астрофизического института на Канарских островах, Института астрофизики и космических исследований университетов Порту и Лиссабона, а также ESO. Работы возглавляли Франческо Пепе (Женева), Стефано Кристиани (Триест), Рафаэль Реболо (Тенерифе) и Нуньо Сантос (Порту).

Охотиться за планетами ESPRESSO будет, измеряя лучевую скорость звезд – то есть скорость изменения расстояния между звездой и наблюдателем. Дело в том, что даже невидная нам планета, вращающаяся вокруг далекой звезды, может быть обнаружена по гравитационному эффекту. Тяготение планеты влияет на звезду, заставляя ее немного смещаться относительно их общего центра масс.

 

Обращение планеты изменяет положение и скорость звезды при ее вращении относительно общего центра масс

Смещения звезды могут быть зафиксированы спектроскопом благодаря эффекту Доплера. Когда звезда движется от земного наблюдателя, ее спектр смещается в сторону синего, а когда в противоположном направлении – в сторону красного. Если у таких изменений обнаруживается периодичность, это свидетельствует о наличии планеты или нескольких планет, вращающихся вокруг данной звезды.

Вакуумная камера, в которой находится спектрограф

Внутри вакуумной камеры. Справа – эшельная дифракционная решетка

Но, чтобы так охотиться за экзопланетами, нужен спектрограф очень высокой точности.

ESPRESSO пришел на смену инструменту HARPS, работаюшему в обсерватории Ла Силья. Если HARPS способен измерять лучевую скорость звезды с точностью около одного метра в секунду, то ESPRESSO, благодаря техническим усовершенствованиям и установке на телескопе гораздо большего размера, должен достичь точности всего в несколько сантиметров в секунду. Поэтому, если раньше из внесолнечных планет удавалось обнаружить в основном газовые гиганты, то теперь можно рассчитывать на открытие каменных планет, подобных планетам земной группы. Когда в строй войдет Чрезвычайно Большой Телескоп ESO, его приемник HIRES, который сейчас разрабатывается, сможет регистрировать методом лучевых скоростей экзопланеты еще меньших размеров, вплоть до планет размера Земли.

Метод лучевых скоростей позволяет астрономам измерить массу и параметры орбиты планеты. Сочетание его с другими методами, такими, как метод транзитов, дает возможность получить больше информации – например, узнать размеры и плотность экзопланеты. Этим путем проходит охота за экзопланетами в рамках кампании «Обозрение транзитов нового поколения» (Next-Generation Transit Survey: NGTS) в обсерватории ESO на горе Параналь.

Научный руководитель проекта Франческо Пепе (Francesco Pepe) рассказывает о новом приборе: «Его успех – это результат работы большого коллектива на протяжении более десятилетия. ESPRESSO – не просто продукт эволюции наших прежних инструментов, таких, как HARPS, а результат трансформации, которая привела к крадинальному повышению разрешения и точности измерений. И в отличие от прежних приемников новый спектрограф сможет использовать всю светособирающую мощь VLT — все четыре основных восьмиметровых «юнита», составляющих комплекс VLT, будут работать одновременно как эквивалент телескопа с 16-метровым зеркалом. ESPRESSO еще по крайней мере лет десять останется непревзойденным инструментом — и я с нетерпением жду открытия нашей первой каменной планеты!».

 

Световое излучение от четырех телескопов VLT собирается вместе и подается по оптическому кабелю в соседнее помещение, где находится спектрограф

В программу тестовых наблюдений были включены звезды и некоторые из известных планетных систем. Сравнение с данными, полученными ранее со спектрографом HARPS, показали, что ESPRESSO может получать результаты такого же качества за значительно меньшее время экспозиции.

Помимо своей основной задачи ESPRESSO может послужить и для других исследований. Например, он станет самым мощным инструментом в мире для ответа на вопрос, изменились ли основные физические постоянные во времен ранней Вселенной. Их малые вариации предсказываются некоторыми фундаментальными физическими теориями, но убедительного их экспериментального подтверждения так никогда и не было получено.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.