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Puesta en marcha del peine de frecuencias láser del instrumento HARPS

Nuevo paso hacia el descubrimiento de planetas similares a la Tierra

22 de Mayo de 2015

Un peine de frecuencias láser ha sido instalado en el buscador de planetas HARPS, en el telescopio de 3,6 metros de ESO, emplazado en el Observatorio La Silla en Chile, culminando una intensa primera fase de operación. El incremento en la precisión posible gracias a esta nueva adición, en un futuro permitirá a HARPS detectar planetas con masas y órbitas similares a la Tierra girando en torno a otras estrellas por primera vez.

Un peine de frecuencias láser puede emplearse como una regla con la que los espectros de los objetos astronómicos se logran medir con una precisión sin precedentes. Estos permitirán detectar los pequeños cambios en la velocidad estelar inducidos por un planeta similar a la Tierra a medida que orbita una estrella. El objetivo es crear un sistema de este tipo para el cazador de planetas HARPS, en el telescopio de 3,6 metros de ESO, que está disponible para observaciones nocturnas en el Observatorio La Silla.

El sistema de peine láser ha experimentado grandes cambios en su diseño desde su fase experimental en 2012, y ahora ofrece una mayor confiabilidad, una cobertura más amplia de longitudes de onda (de 460 a 690 nanómetros) y cerca de 15.000 líneas por espectro.

El equipo de astrónomos provenientes de Brasil, España y ESO, viajó, junto a miembros de MenloSystems GmbH y del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, a Chile para ensamblar y probar el sistema de manera ininterrumpida durante diez días. La prueba de funcionamiento, que finalizó el 18 de abril de 2015, fue un paso esencial en la evaluación de la precisión, la confiabilidad y la exactitud del sistema. Un exhaustivo análisis de los casi 3.000 espectros recogidos ya está en marcha.

Se obtuvo una precisión en la medición de las velocidades estelares superior a los 0,2 km/h en una sola exposición. Al combinar exposiciones posteriores, esta cifra mejoró a más de 0,07 km/h [1]. Como referencia, la amplitud de la velocidad radial inducida en el Sol por la Tierra a medida que sigue la trayectoria de su órbita es de 0,3 km/h, por lo que los nuevos peines de frecuencias láser, en principio, permitirán, por primera vez, detectar planetas similares a la Tierra en órbitas con características afines [2].

Una segunda prueba se llevará a cabo para abordar algunos puntos aún sin resolver, y para demostrar que el peine de frecuencias láser está listo para iniciar sus operaciones de rutina al mando de personal no especializado.

El proyecto del peine de frecuencias láser de HARPS es una colaboración entre la Universidad Federal de Río Grande del Norte, Brasil, y el Instituto de Astrofísica de Canarias en España, y ESO. El peine está siendo desarrollado por MenloSystems GmbH en Múnich.

Este es el primer proyecto de instrumentación de ESO llevado a cabo en colaboración con una universidad brasileña.

Notas

[1] Esto es equivalente a medir diminutos desplazamientos del espectro en el detector (0,85 y 0,34 nanómetros respectivamente). Como referencia, la separación de los átomos de silicio en la estructura cristalina del detector es de 0,54 nanómetros.

[2] Esto suponiendo que otras fuentes de ruido, tales como la presencia de manchas estelares u otra actividad estelar, no sean tan grandes como para saturar la señal del planeta que se encuentra en órbita.

Información adicional

El equipo estuvo compuesto por:

• ESO: L. Pasquini, G. Avila, F. Kerber, G. Lo Curto, A. Manescau, E. Pozna, J. Urrutia
• UFRN: J.R. de Medeiros, B. Cantos, I. Leao
• IAC: R. Rebolo, A. Suarez, J. González-Hernández, M. Esposito
• USM: H. Kellermann
• MenloSystems: R. Holzwarth, O. Mandel, T. Steinmetz,
• Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ): R. Probst, Y. Wu

Enlaces

• MenloSystems GmBH
• Instituto Max Planck de Óptica Cuántica
• Universidad Federal de Río Grande del Norte
• Instituto de Astrofísica de Canarias

Contactos

Luca Pasquini
ESO
Garching, Alemania
Tel: +49 89 3200 6792 
Correo electrónico: lpasquin@eso.org

J. R. de Medeiros
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
Natal, Brasil
Correo electrónico: renan@dfte.ufrn.br

R. Rebolo
Instituto de Astrofísica de Canarias
Tenerife, España
Correo electrónico: rrl@ll.iac.es

Valentina Rodriguez
ESON 
Chile
Santiago, Chile
Correo electrónico: eson-chile@eso.org