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Exoplanet Adaptive Characterization with the ELT

Descrizione del progetto

Trovare pianeti abitabili diventa più facile con tecnologie spettrali all’avanguardia

La possibilità che là fuori esistano molti altri pianeti simili alla Terra con forme di vita simili alla nostra, o in grado di supportare la nostra, affascina sia gli astronomi che i filosofi. Gli enormi progressi nella strumentazione e nella potenza di elaborazione hanno contribuito a confermare l’esistenza di circa due migliaia di esopianeti nella nostra galassia. Tuttavia, una questione fondamentale che rimane irrisolta ha a che fare con l’esistenza di pianeti rocciosi nella cosiddetta zona abitabile, la regione «giusta» attorno a una stella, che non è né troppo calda né troppo fredda e presenta temperature superficiali coerenti con la presenza di acqua liquida. Il progetto EXACT, finanziato dall’UE, sta ottimizzando il modo in cui possiamo utilizzare le risoluzioni angolari e spettrali dell’Extremely Large Telescope (ELT) attualmente in costruzione, che sarà in grado di raccogliere 20 volte più luce rispetto ai più grandi telescopi ottici esistenti oggi, fino a migliorare la nostra capacità di caratterizzare pianeti deboli, in particolare nella zona abitabile delle stelle vicine.

Obiettivo

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.

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant
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Coordinatore

UNIVERSITE GRENOBLE ALPES
Contribution nette de l'UE
€ 2 588 165,50
Indirizzo
621 avenue centrale
38058 Grenoble
Francia

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Regione
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Isère
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Altri finanziamenti
€ 0,00

Beneficiari (2)