Projektbeschreibung
Vereinfachte Suche nach bewohnbaren Planeten dank bahnbrechender Spektraltechnologien
Die Vorstellung, dass es viele andere erdähnliche Planeten geben könnte, die Lebensformen wie die unsere beherbergen oder sogar für uns bewohnbar sein könnten, hat die Astronomie und Philosophie schon seit jeher fasziniert. Dank erheblicher Fortschritte bei der Instrumentierung und Rechenleistung konnte die Existenz mehrerer Tausend Exoplaneten in unserer Galaxie bestätigt werden.Weiterhin ungeklärt ist jedoch die wichtige Frage, ob es felsige Planeten in der sogenannten bewohnbaren Zone gibt – der Region um einen Stern, in der die Bedingungen für Lebensformen wie die unsere genau richtig sind, die also weder zu heiß noch zu kalt sind und deren Oberflächentemperaturen die Existenz flüssigen Wassers möglich machen. Das EU-finanzierte Projekt EXACT optimiert die Winkel- und Spektralauflösung des aktuell im Bau befindlichen Extremely Large Telescope, welches in der Lage sein wird, 20 Mal mehr Licht als die größten heute existierenden optischen Teleskope zu erfassen. Dadurch können kaum sichtbare Planeten, insbesondere in der bewohnbaren Zone nahe gelegener Sterne, wesentlich leichter charakterisiert werden.
Ziel
This proposal’s objective is to mature two novel technological developments to push the limits of high-contrast imaging at high-spectral resolution with the near-future extremely large telescope (ELT). I will replicate in the laboratory the observing conditions of the ELT, and the expected spectra of a variety of planets and stars using tunable lasers. First, the high-contrast imaging system of HARMONI will be emulated to produce realistic datacubes onto which post-processing algorithms will be applied to extract as best as possible the planet signal to prepare for the real observations in 2025, which will be key to understand how planets form. I will then develop two complementary technologies. The first one is a novel type of spectrometer specifically designed to characterize an exoplanet at a high spectral resolution with a high throughput, and it will be tested on sky by being coupled to state-of-the-art direct imaging instruments (KPIC & SPHERE) both to validate this concept and to provide the highest resolution spectra of young giant planets ever obtained. A very innovative variation of this spectrometer will turn it into an integral field spectrograph with a FoV perfectly suited for the characterization of planets in the habitable zone of nearby M-dwarves. The second one is an adaptive coronagraph based on an achromatic amplitude control system, which, coupled with an adaptive optics system, will maximize the SNR of the planet by creating contrast only where it is required, in spite of ever-changing amplitude and phase aberrations due to the ELT and its instruments. These technologies will be combined together on the ELT testbench to test its ultimate capability, and lead a consistent proposition for a dedicated ELT instrument design to characterize faint planets in the HZ of nearby stars, and assess the habitability.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcontrol systems
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciencesplanetsgiant planets
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciencesplanetsexoplanetology
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physics
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
38058 Grenoble
Frankreich