Przeszukiwanie gwiazd pod kątem planet nadających się do zamieszkania
Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC) projekt WAVELENGTH STANDARDS pozwolił profesorowi Ansgarowi Reinersowi z Uniwersytetu w Getyndze w Niemczech na przeprowadzenie wysoce precyzyjnych doświadczeń z wykorzystaniem lokalnych i międzynarodowych teleskopów oraz najnowocześniejszych metod kalibracji częstotliwościowej (zwanych grzebieniami częstotliwości lasera). Zanim projekt został ukończony w grudniu 2016, przyczynił się do spektakularnych odkryć, na przykład do odkrycia Proximy b, czyli najbliższej nam egzoplanety oddalonej o jakieś 4,2 roku świetlnego, która krąży po orbicie w strefie znanej jako nadająca się do zamieszkania. Precyzyjna kalibracja Do wykrywania nadających się do zamieszkania planet poza naszym układem słonecznym potrzebne są bardzo precyzyjne urządzenia. Minuta, okresowe zmiany w świetle gwiazdy muszą być wykrywane. Oznaczają one, że wokół gwiazdy krąży planeta. „Mała planeta podobna do Ziemi jest wykrywalna jako zmiana w długości obserwowanej fali pochodzącej z gwiazdy. Inaczej mówiąc gwiazda tylko nieznacznie zmienia kolor” – wyjaśnia Reiners. „Dlatego też potrzebujemy nowych norm długości fal, które powiedziałyby nam, przy jakiej konkretnej długości odbieramy sygnały ze światła gwiazdy w konkretnym czasie. To właśnie pod tym względem nasz projekt ma wnieść zmiany. Nasza grupa jest obecnie jedną z niewielu na świecie, które opracowują strategie kalibracji i które przyczyniają się do opracowania nowej generacji spektrometrów prędkości kątowej.” Ostatnich kilka miesięcy projektu było bardzo ekscytujących — odkryliśmy kilka pobliskich egzoplanet w tranzycie. Co najważniejsze, projekt stanowi doskonałą bazę, na podstawie której można kontynuować odkrywanie kosmosu. Nowa era odkryć „Jednym aspektem projektu, z którego jestem dumny, była eksploatacja pierwszego spektrografu o wysokiej stabilności do rejestracji widma bliskiego promieniowaniu podczerwonym (CARMENES), który po raz pierwszy został wykorzystany do poszukiwania egzoplanet” — mówi Reiners. W ramach projektu CARMENES zbudowano dwa spektrografy (przyrządy do pomiaru długości fal) do poszukiwania podobnych do Ziemi planet wokół gwiazd o małej masie. Zespół Reinersa był odpowiedzialny za kalibrację, redukcję danych i analizę. „Obecnie do poszukiwania planet spoza naszego układu słonecznego bardzo dużo czasu spędzamy na wykorzystywaniu teleskopu.” — mówi Reiners. „Gromadzimy mnóstwo interesujących danych i otwieramy sobie nowe ścieżki w kierunku głębszego zrozumienia egzoplanet krążących wokół gwiazd o niskiej masie.” Projekt WAVELENGTH STANDARDS przyczynił się także do szczegółowego zbadania pól prędkości ruchomej plazmy na powierzchni słońca. „Do celów realizacji tego zadania korzystamy z kilku instalacji naszego zakładu. W dużym stopniu zmotywowała nas praca nad projektem WAVELENGTH STANDARDS.” — mówi Reiners. „Naszym celem jest zgromadzenie unikalnych informacji, które pomagają nam w zrozumieniu Słońca, oraz które poprawią nasze metody poszukiwania planet w innych układach słonecznych”. W czasie realizacji projektu WAVELENGTH STANDARDS Reiners wraz z zespołem odpowiadali także za kalibrację projektu CRIRES+ w obserwatorium z Wielkim Teleskopem (VLT) ESO (Europejskiej Organizacji Kosmicznej). Obecnie poddawany rozbudowie teleskop VLT będzie najczulszym dostępnym spektrografem wysokiej rozdzielczości do analizy promieniowania podczerwonego. Będzie umożliwiać poszukiwanie sygnatur molekularnych w atmosferze planet spoza naszego układu słonecznego. Zespół odpowiada także za kalibrację planowanego spektrografu wysokiej rozdzielczości do najważniejszego projektu ESO, czyli 39-metrowego teleskopu E-ELT (Europejski Ogromnego Teleskopu), którego koniec przewiduje się na połowę lat 20 XXI wieku. „Ten przyrząd pozwoli nam na szczegółowe zbadanie egzoplanet oraz wykonywanie innych badań naukowych, w tym także z zakresu fizyki elementarnej, a także zrozumieć wyjątkowo słabo widoczne obiekty” — mówi Reiners. Dzięki dokładnej kalibracji najnowocześniejszych urządzeń i współpracy z astronomami projekt WAVELENGTH STANDARDS europejskie badania egzoplanet nie stracą na innowacyjności w przyszłości.
Słowa kluczowe
WAVELENGTH STANDARDS, pozaziemskie, proxima B, egzoplanety, gwiazdy, ERC, CARMENES, VLT, ELT