(Vor-)Geschmack auf ESPRESSO

Dieses Bild zeigt das riesige Beugungsgitter, das das Herzstück des hochpräzisen ESPRESSO-Spektrografen darstellt – die nächste Technologiegeneration zur Detektion von Exoplaneten. Es ist hier bei Tests im Reinraum des ESO-Hauptsitzes in Garching bei München zu sehen.

Die Ingenieure bei der ESO haben vor kurzem die schwierige Justage des Gitters abgeschlossen. Die Produktion und Justage dieses Bauteils sind die wichtigsten Beiträge der ESO zum ESPRESSO-Projekt. Das Gitter ist das größte, das bisher bei der ESO aufgebaut wurde. Es ist so lang wie das bisher größte Echellegitter – das 1,2x0,3-Meter-Gitter des HIRES-Spektrographen am 10-Meter-Keck-Teleskop.

Nach der endgültigen Justage wird das Gitter in einer festen Halterung fixiert. Alle Komponenten sind aus Zerodur gefertigt (das gleiche Material, das für die Spiegel des VLT verwendet wurde), wodurch nie wieder eine Justage notwendig werden wird. Für diese Halterungstechnik, die sich bereits in einigen Instrumenten bewährt hat, hat die ESO Pionierarbeit geleistet.

Bei der Installation am Paranal-Observatorium in Chile 2016 wird ESPRESSO das Licht von allen vier Einzelteleskopen des Very Large Telescope kombinieren, wodurch ein virtuelles 16-Meter-Teleskop erzeugt wird. Das Beugungsgitter wird das Licht zur Analyse in seine Farbkomponenten zerlegen. Die Aufweitung des Lichts geschieht ähnlich wie bei einem Prisma, allerdings liegt ein anderer physikalischer Mechanismus zugrunde.

Als Nachfolger von HARPS, dem derzeit führenden Exoplanetenjäger, wird ESPRESSO die Suche nach Exoplaneten auf die nächste Ebene anheben. Astronomen werden so erdähnliche Planeten in der habitablen Zone um nahe Sterne suchen können [1]. Zu den weiteren wissenschaftlichen Anwendungen gehören die Suche nach möglichen Abweichungen von Naturkonstanten zu unterschiedlichen Zeiten und Richtungen des Universums durch die Untersuchung des Lichts von sehr weit entfernten Quasaren.

Endnoten

[1] Ein Planet auf der Umlaufbahn um einen Stern erzeugt eine kleine, regelmäßige Variation der Geschwindigkeitskomponente gemessen entlang der Sichtlinie (auch als Radialgeschwindigkeit bezeichnet) eines entfernten Beobachters auf der Erde. Diese Variation kann als Taumelbewegung im Spektrum des Sterns erkannt werden, wenn sich die Linien wegen des Dopplereffekts um ihre Zentralposition hin und her verschieben. Bewegt sich der Planet vom Beobachter weg, so führt die Änderung der Radialgeschwindigkeit zu einer Verschiebung des Spektrums in Richtung längerer Wellenlängen (Rotverschiebung). Bewegt er sich auf den Beobachter zu so resultiert eine Verschiebung zu kürzeren Wellenlängen (Blauverschiebung). Diese kleinen Verschiebungen der Lage des Sternspektrums auf dem Detektor betragen nur einige Nanometer. Sie können nichtsdestotrotz mit ESPRESSO gemessen werden und lassen Rückschlüsse auf die Existenz des Planeten zu.

Weitere Informationen

ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) wurde in einer Zusammenarbeit des ESO mit sieben weiteren wissenschaftlichen Instituten entwickelt: