Meddelande

På jakt efter nya superjordar: CRIRES+ på ESO:s Very Large Telescope inleder observationer

1 februari 2021

Sedan den infraröda spektrografen CRIRES på ESO:s Very Large Telescope (VLT) började observera stjärnhimlen 2006 har den gjort många spännande astronomiska upptäckter. Det nya och förbättrade instrumentet CRIRES+, som nu har börjat användas, kommer att bygga vidare på det arbete som dess föregångare påbörjade, bland annat jakten på potentiellt beboeliga superjordar runt andra stjärnor.

CRIRES+, ett instrument byggt av ESO i samarbete med ett konsortium av europeiska institut, kommer att användas för att söka efter superjordar i den beboeliga zonen kring närbelägna lätta stjärnor. Forskare tror att planeter i denna typ av banor har förutsättningar att härbärgera liv, men de är mycket svåra att detektera på grund av sina små massor.

Med CRIRES+ är astronomerna bättre rustade att söka efter dessa superjordar eftersom instrumentet gör det möjligt att observera de flesta stjärnor i solens omgivning. Andra vetenskapliga mål för CRIRES+ är att studera atmosfärerna hos transiterande exoplaneter och orsaken till och utvecklingen av stjärnors magnetfält.

Installationen av instrumentet på VLT på ESO:s Paranalobservatorium i Chile utfördes i februari förra året, och de första observationerna var planerade strax därefter. Covid-19-pandemin försenade dock de första testobservationerna som var planerade att utföras på distans från ESO:s huvudkontor i Garching.

CRIRES+ är en utveckling av dess föregångare, CRIRES (CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph) som installerades på VLT 2006. Denna spektrograf delar upp det inkommande infraröda ljuset i separata våglängder och utnyttjar dess adaptiva optiksystem för att kompensera bildförvrängningar som orsakas av jordens atmosfär.

Nu, nästan femton år senare, har CRIRES fått en ordentlig uppgradering, inklusive ett nytt adaptivt optiksystem. “Denna uppgradering utökar det observerbara våglängdsområdet som kan observeras samtidigt med en faktor tio” berättar ESO:s projektledare för CRIRES+, Reinhold Dorn. “CRIRES+ kan utföra observationer på ett sätt som tidigare varit mycket svårt med VLT”. tillägger han.

Sedan installationen har CRIRES gjort många upptäckter, som att mäta dygnets längd på en exoplanet för första gången och bestämma temperaturen på Plutos atmosfär. Forskarna hoppas minst lika mycket på CRIRES+.

“CRIRES+ kommer vara den enda högupplösande infraröda spektrografen på ett 8-metersteleskop som är utrustad med ett förstklassigt adaptivt optiksystem. Den kommer därmed utgöra ett regimskifte i studierna av exoplaneter och lågmassiva stjärnor”, säger konsortiets forskningsledare Artie Hatzes vid Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tyskland. “Främst av allt kommer CRIRES+ att vara oslagbar i studiet av exoplanetatmosfärer med jordbaserade teleskop”.

“CRIRES+ är en av det största svenska investeringarna i astronomisk instrumentering under det senaste årtiondet. Sverige har bidragit med cirka 40 % (3,5 miljoner euro) av utvecklingskostnaden genom ett bidrag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse” berättar professor Nikolai Piskunov vid Uppsala universitet, som ledde det svenska bidraget i instrumentutvecklingen. “Detta omfattade bland annat de nya detektorerna, avancerad databehandlingsmjukvara, våglängdsdelande optik och en polarimetrisk enhet för att studera aktiviteten hos stjärnorna”. 

Nikolai Piskunov förklarar att målet att mäta den kemiska sammansättningen i exoplanetatmosfärerna bara kunde uppnås genom att “...studera den infraröda delen av stjärnans spektrum (där vi kan detektera absorptionslinjer från jordatmosfären) med hög upplösning (för att kunna skilja mellan linjer i exoplanetens och jordens atmosfärer) och med stor effektivitet”, vilket den slutliga designen möjliggjorde. “Det mest spännande projektet med CRIRES+ är att söka efter atmosfärer kring superjordar runt andra stjärnor och studera deras fysiska egenskaper och sammansättning. Detta kan vi göra genom att studera ljuset från stjärnorna samtidigt som det passerar genom exoplaneternas atmosfärer. Det är särskilt svårt för små planeter och har ännu inte gjorts för någon jordliknande planet med atmosfär, men vi tror att det är möjligt med CRIRES+”.

Mer information

Det ESO-ledda CRIRES+-konsortiet utgörs av ESO (Tyskland, Chile), the Institut für Astrophysik, Georg-August Universität Göttingen (Tyskland), Thüringer Landessternwarte Tautenburg (Tyskland), Institutionen för fysik och astronomi, Uppsala universitet (Sverige), INAF Osservatorio di Arcetri (Italien), INAF Osservatorio di Bologna (Italien). Övergripande projektledare för instrumentet är Artie Hatzes vid Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tyskland.

Länkar

• CRIRES+: Exploring the Cold Universe at High Spectral Resolution, The Messenger
• Mer information om CRIRES
• Mer information om CRIRES+
• Bilder på VLT