Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

High-Resolution Imaging and Spectroscopy of Exoplanets

Article Category

Article available in the following languages:

Zwiększenie naszej zdolności do skanowania atmosfer egzoplanet

Niska rozdzielczość spektralna ogranicza dane, które naukowcy mogą zbierać na temat składu atmosfery egzoplanet, ale nowy instrument zapewnia większą jasność.

Przemysł kosmiczny icon Przemysł kosmiczny

Egzoplanety to planety znajdujące się poza naszym Układem Słonecznym. Jedną z metod wykorzystywanych przez naukowców do badania tych odległych ciał — takich jak gazowe olbrzymy — jest pomiar składu ich atmosfery. Skład atmosfery może ujawnić wiele podstawowych właściwości egzoplanet, w tym mechanizm ich powstawania oraz strukturę wewnętrzną. Chociaż opracowano najnowocześniejsze urządzenia do obrazowania egzoplanet, cechuje je bardzo niska rozdzielczość spektralna, co ogranicza ich potencjał dostarczania bardzo szczegółowych informacji o atmosferze. „Dane o niskiej rozdzielczości spektralnej są wystarczające, aby ujawnić temperaturę i grawitację tych obiektów, a obecność dużych pasm absorpcji informuje nas o dominujących cząsteczkach" - wyjaśnia Arthur Vigan, badacz astrofizyki i oprzyrządowania w Laboratorium Astrofizyki w Marsylii we Francji i koordynator projektu HiRISE. „Niemożliwe jest jednak zmierzenie bardzo specyficznych wielkości, takich jak stosunek węgla do tlenu, które mogą nam powiedzieć, jak i gdzie planeta uformowała się w dysku gazu i pyłu otaczającego pierwotną gwiazdę” — dodaje Vigan. „Inne wielkości, których nie można zmierzyć, to prędkość orbitalna i prędkość obrotowa planet — wartości, które są również szczególnie interesujące dla zrozumienia tych obiektów i ich układów planetarnych” — mówi. W ramach projektu HiRISE, który był finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, Vigan i współpracownicy zaprojektowali nowy instrument „demonstracyjny”, który łączy w sobie możliwości dwóch istniejących instrumentów zainstalowanych w obserwatorium ESO Very Large Telescope (VLT) w Chile. Dzięki wyższej rozdzielczości widmowej to urządzenie demonstracyjne powinno pomóc naukowcom lepiej zrozumieć powstawanie, skład i ewolucję młodych egzoplanet.

Połączenie zaawansowanych narzędzi do zbierania sygnałów z egzoplanet

Demonstrator HiRISE łączy w sobie urządzenie do obrazowania egzoplanet SPHERE z wysokorozdzielczym spektrografem CRIRES, wykorzystując światłowody, które przesyłają sygnał znanej planety z urządzenia obrazującego do spektrografu. „Jest to nowatorskie w tym sensie, że przed HiRISE — i jego amerykańskim odpowiednikiem KPIC — nikt tak naprawdę nie wyobrażał sobie wykonywania spektroskopii w wysokiej rozdzielczości bezpośrednio na tych planetarnych towarzyszach” — zauważa Vigan. Aby opracować urządzenie demonstracyjne, zespół rozpoczął od kompleksowych symulacji w celu oceny wykonalności, jednocześnie opracowując część optomechaniczną dla instrumentu. „Trudność polegała na tym, że nasz instrument wymagał nowych modułów w instrumentach SPHERE i CRIRES, a także musieliśmy poprowadzić 80 metrów światłowodu wokół teleskopu” — mówi Vigan. Gdy zespół był już zadowolony z projektu, zmontował urządzenie i przetestował je w laboratorium w Marsylii. Został zainstalowany na teleskopie VLT w czerwcu 2023 r., a pierwsze testy na niebie odbyły się w tym samym miesiącu.

Instrument zagraniczny, który „odniósł sukces”

„Projekt można uznać za duży sukces” — zauważa Vigan. „Pomyślne zainstalowanie nowatorskiego instrumentu, takiego jak HiRISE, na VLT przy ograniczonych zasobach, jakimi dysponowaliśmy, jest znaczącym osiągnięciem”. HiRISE jest pierwszym instrumentem odwiedzającym teleskop VLT w ciągu ostatnich 15 lat. Pozostanie tam co najmniej do 2027 roku.

Pomoc w zrozumieniu atmosfery nowych egzoplanet

Testy na niebie przyniosły doskonałe wyniki, a zespół wszedł teraz w nową fazę wykorzystania naukowego. W listopadzie 2023 r. zespół HiRISE rozpoczął nowe badanie w celu zbadania składu i orbit egzoplanet oraz poszukiwania egzoksiężycy. „Zaobserwowaliśmy już pięć egzoplanet, a ekscytujące odkrycia są coraz bliżej” — mówi Vigan. „Mamy zaplanowane dodatkowe noce w 2024 roku. Miejmy nadzieję, że w ciągu najbliższych kilku lat przyniesie to wiele rezultatów”.

Słowa kluczowe

HiRISE, egzoplanety, atmosfera, skład, instrument, sygnały, Very Large Telescope

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania