Erstes Licht für Espresso

  • 06. December 2017

Neuer Echelle-Spektrograf erleichtert die Suche nach leichten Gesteinsplaneten.

ESPRESSO hat am Very Large Telescope der Euro­päischen Südstern­warte ESO am Paranal-Obser­vatorium im Norden Chiles erstes Licht gesehen. Der neue Echelle-Spektrograf der dritten Generation ist der Nachfolger des äußerst erfolg­reichen HARPS-Instruments der ESO am La Silla-Observatorium. HARPS kann bei Geschwindig­keitsmes­sungen eine Genauig­keit von etwa einem Meter pro Sekunde erreichen, wohin­gegen ESPRESSO aufgrund der Fortschritte in der Techno­logie und seiner Instal­lation an einem viel größeren Teleskop eine Genauig­keit von nur wenigen Zentimetern pro Sekunde anstrebt.

Abb.: ESPRESSO - Der neue Echelle-Spektrograf am Very Large Telescope der ESO am Paranal-Observatorium im Norden Chiles. (Bild: ESO)

Abb.: ESPRESSO - Der neue Echelle-Spektrograf am Very Large Telescope der ESO am Paranal-Observatorium im Norden Chiles. (Bild: ESO)

Der leitende Wissen­schaftler von ESPRESSO, Francesco Pepe von der Univer­sität Genf in der Schweiz, erklärt die Bedeutung des neuen Instru­ments: „Dieser Erfolg ist das Ergebnis der Bemühungen vieler Menschen, die zehn Jahre lang daran gearbeitet haben. ESPRESSO ist nicht nur die Weiter­entwicklung unserer bis­herigen Instrumente wie HARPS, sondern wird mit seiner höheren Auflösung und höheren Präzision viel­fältig einsetz­bar sein. Und im Gegen­satz zu früheren Instrumenten kann es die volle Lichtsammel­leistung des VLT ausnutzen – es kann mit allen vier VLT-Haupt­teleskopen gleich­zeitig genutzt werden, um ein 16-Meter-Teleskop zu simulieren. ESPRESSO wird für mindestens ein Jahr­zehnt lang unüber­troffen sein – jetzt kann ich es kaum noch erwarten, bis wir unseren ersten Gesteins­planeten finden werden.“

ESPRESSO kann im Spektrum eines Sterns, der von einem Planeten umkreist wird, winzige Verschie­bungen nachweisen. Diese Radial­geschwindigkeits­methode basiert darauf, dass die Anziehungs­kraft des Planeten einen Einfluss auf seinen Mutter­stern hat, wodurch er leicht wackelt. Je weniger Masse der Planet hat, desto kleiner fällt diese Ausgleichs­bewegung des Sterns aus, weshalb für die Entdeckung von Gesteins­planeten, auf denen unter Umständen Leben möglich ist, ein Instrument mit sehr hoher Genauig­keit vonnöten ist. Mit dieser Methode wird ESPRESSO in der Lage sein, einige der leich­testen Planeten zu finden, die je entdeckt wurden.

Die Testbeo­bachtungen umfassten Beobach­tungen von Sternen und bekannten Planeten­systemen. Vergleiche mit vorhan­denen HARPS-Daten zeigen, dass ESPRESSO eine ähnliche Daten­qualität bei deutlich geringerer Belich­tungszeit erreichen kann. Der Instru­mentenwissen­schaftler Gaspare Lo Curto von der ESO ist begeistert: „ESPRESSO so weit zu bringen, war eine groß­artige Leistung. Dazu hat nicht nur das inter­nationale Konsortium beigetragen, sondern auch viele verschie­denen Gruppen innerhalb der ESO: Inge­nieure, Astro­nomen und die auch die Verwaltung. Sie mussten nicht nur den Spektro­grafen selbst instal­lieren, sondern auch die komplexe Optik, die das Licht der vier VLT-Haupt­teleskope zusammen­bringt.“

Obwohl das Hauptziel von ESPRESSO darin besteht, die Jagd nach Planeten auf die nächste Stufe zu bringen und weniger masse­reiche Planeten zu finden sowie deren Atmo­sphären zu charak­terisieren, hat es auch viele andere Anwendungs­möglich­keiten. Es wird zum Beispiel das weltweit leistungs­fähigste Werkzeug sein, um zu testen, ob sich die Natur­konstanten seit den frühen Phasen des Universums verändert haben. Solche winzigen Verän­derungen werden von einigen Theorien der Grundlagen­physik vorhergesagt, konnten aber nie in über­zeugender Weise beobachtet werden.

Sobald das Extremely Large Telescope der ESO in Betrieb geht, kann das Instru­ment HIRES, das sich derzeit in Planung befindet, die Entdeckung und Charak­terisierung noch kleinerer und leichterer Exo­planeten bis hinunter zu erdähn­lichen Planeten sowie die Unter­suchung von Exoplaneten­atmosphären mit der Aussicht auf den Nachweis von Signa­turen des Lebens auf Gesteins­planeten möglich machen.

ESO / MPA / JOL

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