Det er 20 år siden den første af de fire enhedsteleskoper, der omfatter ESOs Very Large Telescope (VLT), så første lys. Siden år 2000 har alle fire været i drift. Et af de oprindelige mål for VLT var at have alle fire 'scopes-arbejde i kombination, og det er nu nået.
Instrumentet, der kombinerer lyset fra alle fire VLT-'scopes kaldes ESPRESSO, der står for Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet og Stable Spectroscopic Observations. ESPRESSO fanger lyset fra hver af de 8,2 meters spejle i de fire enhedsteleskoper på VLT. Denne kombination gør ESPRESSO til det største verdens optiske teleskop.
At kombinere kraften i de fire enhedsteleskoper af VLT er en enorm milepæl for ESO. Som ESPRESSO instrumentvidenskabsmand ved ESO, Gaspare Lo Curto, siger: ”ESO har realiseret en drøm, der går tilbage til det tidspunkt, hvor VLT blev undfanget i 1980'erne: at bringe lyset fra alle fire Unit Telescope på Cerro Paranal sammen i et usammenhængende fokus at fodre et enkelt instrument! ” Spændingen er reel, for sammen med dens andre videnskabelige mål vil ESPRESSO være et ekstremt kraftfuldt planetjagt-teleskop.
"ESO har realiseret en drøm, der går tilbage til den tid, da VLT blev undfanget i 1980'erne." - Gaspare Lo Curto, ESPRESSO instrumentvidenskabsmand.
ESPRESSO bruger et system med spejle, linser og prismer til at transmittere lyset fra hver af de fire VLT ‘scopes til spektrografen. Dette opnås med et netværk af tunneler, der blev integreret i VLT, da det blev bygget. ESPRESSO har fleksibiliteten til at kombinere lyset fra alle fire eller fra et hvilket som helst af teleskopene. Denne observationsfleksibilitet var også et originalt designmål for ESPRESSO.
De fire enhedsteleskoper fungerer ofte sammen som VLT-interferometer, men det er meget anderledes end ESPRESSO. VLT-interferometer giver astronomer mulighed for at studere ekstreme detaljer i lyse objekter, men det kombinerer ikke lyset fra de fire enheds-teleskoper til et instrument. ESPRESSO opsamler lyset fra alle fire 'scopes og opdeler det i dets komponentfarver. Dette muliggør detaljeret analyse af sammensætningen af fjerne objekter.
ESPRESSO er et meget komplekst instrument, der forklarer, hvorfor det indtil nu skal implementeres. Det fungerer med et princip kaldet "usammenhængende fokus." I denne forstand betyder "usammenhængende", at lyset fra alle fire teleskoper tilføjes sammen, men faseinformationen er ikke inkluderet, som det er med VLT-interferometer. Hvad dette koger ned til er, at selvom både VLT-interferometer og ESPRESSO begge bruger lyset fra alle fire VLT-teleskoper, har ESPRESSO kun den rumlige opløsning på et enkelt 8,2 spejl. ESPRESSO handler, som navnet antyder, alt om detaljeret spektrografisk analyse. Og i det vil det udmærke sig.
"ESPRESSO, der arbejder med alle fire enhedsteleskoper, giver os en fristende forsmag på, hvad den næste generation af teleskoper, såsom ESOs ekstremt store teleskop, vil tilbyde om få år." - ESOs generaldirektør, Xavier Barcons
ESPRESSO er efterfølgeren til HARPS, den høje nøjagtighed Radialhastighed Planet Searcher, der hidtil har været vores bedste eksoplanetjæger. HARPS er et 3,6 meter teleskop, der drives af ESO, og er også baseret på en echelle-spektrograf. Men ESPRESSO's magt vil dværge fra HARPS.
Der er tre vigtigste videnskabelige mål for ESPRESSO:
- Planet Jagt
- Måling af variationen af de grundlæggende fysiske konstanter
- Analyse af den kemiske sammensætning af stjerner i nærliggende galakser
ESPRESSO vil tage meget nøjagtige målinger af radialhastighederne for solstjernestjerner i andre solsystemer. Når en exoplanet kredser rundt om sin stjerne, deltager den i en dans eller trækkraft med stjernen, på samme måde som planeter i vores solsystem gør med vores sol. ESPRESSO vil være i stand til at måle meget små "danser", hvilket betyder, at det vil være i stand til at registrere meget små planeter. Lige nu er vores planetjagtinstrumenter ikke så følsomme som ESPRESSO, hvilket betyder, at vores eksoplanets søgeresultater er partiske til større planeter. ESPRESSO skal detektere flere mindre planeter i jordstørrelse.
Det er her ESPRESSOs lyskombinationskraft vil være mest nyttig. ESPRESSO vil blive brugt til at observere ekstremt fjerne og svage kvasarer til at prøve at måle variationen i de grundlæggende fysiske konstanter i vores univers. (Hvis der er nogen variationer, det er.) Det er ikke kun instrumentets let-kombinerende evne, der tillader dette, men også instrumentets ekstreme stabilitet.
Specifikt vil ESPRESSO forsøge at foretage vores mest nøjagtige målinger endnu af fin struktur konstant, og proton til elektronmasseforhold. Astronomer ønsker at vide, om disse har ændret sig over tid. De vil bruge ESPRESSO til at undersøge det gamle lys fra disse fjerne kvasarer for at måle enhver ændring.
ESPRESSO åbner nye muligheder for måling af stjerner i nærliggende galakser. Det er høj effektivitet og høj opløsning giver astronomer mulighed for at studere stjerner uden for Mælkevejen i enestående detaljer. En bedre forståelse af stjerner i andre galakser er altid et prioriteret emne i astronomi.
Vi lader projektforsker Paolo Molaro have det sidste ord indtil videre. ”Denne imponerende milepæl er kulminationen på et stort team af forskere og ingeniører gennem mange år. Det er vidunderligt at se ESPRESSO arbejde med alle fire enhedsteleskoper, og jeg ser frem til de spændende videnskabelige resultater, der kommer. ”
