에스프레소

ESPRESSO
예비 디자인 리뷰에서 ESPRESO 분광기 컨셉.
예비 디자인 리뷰에서 ESPRESO 분광기 광학 디자인.
에스프레소는 2017년 11월 첫 관측에 성공했다.

에스프레소(Ecelle Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Safely Spectroscopic Observations)[1]는 유럽남방 천문대 초거대 망원경(VLT)에 탑재된 3세대 광섬유 공급 교차분광이다. 이 부대는 2016년 9월 25일 첫 전등을 보았다.[2][3]

에스프레소는 코라벨, 엘로디, 코랄리, HARPS 등이 포함된 셀 분광기 라인의 후속으로, 광 스펙트럼의 변화를 매우 민감하게 측정해 방사상 속도법으로 지구 크기의 암석 외행성을 탐색하는 데 활용되고 있다. 예를 들어, 지구는 태양에서 9 cm/s의 방사상 속도 변화를 유도한다; 이 중력 "워블"은 햇빛의 색에 미세한 변화를 일으키며, 인간의 눈에는 보이지 않지만 기구에 의해 감지된다.[4] 망원경 빛은 망원경으로부터 70미터 떨어진 VLT 복합커드 연구소에 위치한 기기로 공급되며, VLT의 최대 4개의 단위 망원경에서 나오는 빛을 결합할 수 있다. 주요 수사관은 프란체스코 페페다.

민감도

ESPRESO First Light의 데이터.[5]

에스프레소는 ESO 라신라 천문대의 3.6미터 망원경에 있는 고정밀도 방사형 행성 탐사선(HARPS) 기구가 세운 기초 위에 세워진다. ESPRESO는 4개의 8.2미터 VLT 유닛 망원경의 훨씬 더 큰 조합 광 채집 용량뿐만 아니라 레이저 주파수 빗 기술에 의해 현재 가능한 안정성 및 교정 정확도의 향상으로부터도 이익을 얻는다. 요건은 10 cm/s에 도달하는 것이지만,[6] 목표는 몇 cm/s의 정밀도를 확보하는 것이다. 이것은 ESO의 HARPS와 같은 현재의 방사상 속도 스펙트럼 분석기보다 큰 진보를 의미한다. HARPS 계측기는 시속 97cm/s(3.5km/h)[7]의 정밀도를 얻을 [8]수 있으며, 30cm/s의 유효 정밀도를 갖출 수 있어 이러한 정확도를 가진 전 세계 단 두 개의 분광기 중 하나가 된다.[citation needed] ESPRESO는 지상 기기에서 지구 크기의 행성을 탐지할 수 있도록 이 능력을 크게 능가할 것이다. VLT에서의 에스프레소 커미셔닝은 2017년 말 시작되었다.

이 기기는 1-UT 모드(망원경 중 하나를 사용)와 4-UT 모드에서 작동할 수 있다. 4-UT 모드에서는 8m 망원경 4개가 모두 16m 등가 망원경을 만들기 위해 일정하지 않게 연결되어 분광기가 극도로 희미한 물체를 감지한다.[4][9]

예를 들어, G2V 유형 별의 경우:

  • 별 주위의 암석 행성들은 V 9 9인치(1-UT 모드)만큼 희미하다.
  • 별 주위의 해왕성 질량 행성은 V 12 12 (4-UT 모드)처럼 희미하다.
  • V earth 9 (E-ELT의 CODEX)처럼 희미한 별 주위의 지구 크기의 암석 행성

ESPRESO에 가장 적합한 후보 스타는 활동적이지 않고, 회전하지 않으며, 조용한 G 난쟁이들이 적색 난쟁이들이다. M4형 항성까지의 스펙트럼 타입의 효율이 최고조에 달할 때 작동한다.

계기

네 개 유닛 망원경을[11] 모두 갖춘 ESPRESO 기구의 첫 번째 빛

교정을 위해 ESPRESO는 두 개의 Thar 램프를 백업한 레이저 주파수 빗(LFC)을 사용한다. 그것은 세 가지 기악 모드를 특징으로 한다: 싱글HR, 싱글UHR과 MultiMR. 싱글로HR 모드 ESPRESO는 4개의 UT 중 어느 것이든 공급할 수 있다.[12]

상태

ESPRESO 기기의[13] 엔지니어링 렌더링

모든 설계 작업은 2013년 4월까지 완료되고 완료되었으며, 이후 프로젝트의 제조 단계가 시작되었다.[1] 에스프레소는 2016년 6월 3일에 테스트를 받았다.[14] ESPRESSO 첫번째 신호등을 9월 25일 2016년에, 그러는 동안 그들은, 그 중에서도 다양한 사물을 발견했다 발생 스타 60Sgr A.[2][3] 후고 운송되고 있는 칠레, 설치된에서 구입 소요 시간, ESPRESSO을 보고첫 빛 거기에 27일 11월 2017년에 1-UT 모드를 잘 관찰하고 별은 고래 자리 타우,[15][16][17]첫번째 별 관찰의 4-UT 모드에 Februar.y3,2018년.[18][19][20]

에스프레소는 1-UT모드(단일 망원경 사용)로 천문학계에 개방돼 2018년 10월 24일부터 과학데이터를 생산하고 있다. 조용한 별들에서는 이미 밤새 25cm/s의 방사상 속도 정밀도를 입증했다. 그러나, 예를 들어 광 채집 효율성이 예상과 요구보다 약 30% 낮았던 것과 같은 몇 가지 문제가 있었다. 따라서, 2019년 4월 4-UT 완전모드가 과학계에 공개되기 전에, 효율 문제를 일으키는 부품 교체와 후속 재시험 등 일부 미세조정이 계측기에서 이루어지도록 되어 있었다.[21][needs update] ESPRESO 충전 커플링 장치 컨트롤러, 디지털 이미징 하드웨어에서 문제가 발견되었는데, 여기서 차등 비선형성 문제로 인해 이전에 우려했던 것보다 얻을 수 있는 해상도가 더 심각하게 감소하였다. 문제의 원인을 파악한 ESO 검출기 팀은 현재 2019년 6월 현재 이러한 일시적 장애를 해결하기 위해 관련 하드웨어의 새로운 버전을 연구하고 있다.[22]

2019년 8월 29일에는 에스프레소 ETC가 7월의 기술적 미션 이후 전송의 이득을 반영하도록 업데이트되었다. 이러한 증가율 유입은 UHR 및 HR 모드의 경우 평균 50%, MR의 경우 평균 40%에 달했다.[23]

2020년 4월 6일 현재, 적색 방사형 속도 검출기는 적어도 매우 짧은 시간 동안 cm10 cm/s의 정밀도를 달성한 반면, 청색 검출기는 지금까지 /60 cm/s만 관리했다.[24] 제한된 스펙트럼 범위와 신뢰도 부족으로 인해 레이저 주파수 콤(LFC)은 현재 망원경에 통합되지 않았으며 현재 완전한 파장 보정은 두 개의 백업 Thar 램프를 사용해야 하며 광자 노이즈, 항성 지터 및 e보다 정밀한 방사형 속도 측정 값이 제한된다.존경받는[25] ESPRESO 운영자와 검출기 팀은 문제를 특성화하고 수정하기 위해 노력하고 있으며, 2020년에 전담 임무가 실시될 것으로 예상된다.[24]

2020년 5월 24일 A씨가 이끄는 팀. 수아레스 마스카레뇨는 프록시마 b의 존재를 확인했다. 그들은 또한 이것이 지구 질량의 1.17배로, 이전의 추정치인 1.3배보다 작으며, 11.2일 만에 궤도를 도는 항성의 거주 가능 구역에 위치한다는 것을 발견했다. 에스프레소는 초속 26cm(cm/s)의 정확도를 달성했으며, HARPS로 얻은 정확도보다 약 3배 높은 정밀도를 달성했다. 그들은 또한 데이터에서 단지 40 cm/s와 5.15일 기간의 반암시로 행성에서 기원할 수 있는 두 번째 신호를 발견했다. [26][27]

2020년 8월 28일, COVID-19 대유행으로 인해 5개월의 휴업 후, 향후 몇 주 안에 파라날 천문대에서 최소한의 과학작전을 재개할 계획이라고 발표했다.[28][29]

과학적 목적

ESPRESO의 주요 과학적 목표는 다음과 같다.[30][31]

  • 항성의 거주 가능 구역에서 암석 행성을 찾기 위한 태양형 별의 고정밀 방사상 속도 측정.
  • 물리적 상수의 변동 측정
  • 인근 은하계 별들의 화학적 구성 분석.

컨소시엄

에스프레소는 유럽남방전망대(ESO)와 7개 과학기관으로 구성된 컨소시엄에 의해 개발되고 있다.

에스프레소 사양

에스프레소
망원경 VLT(8m)
범위 록키 행성
스카이 애퍼처 4 아크sec
R ≈200.000
λ 취재 380nm-686nm[32]
λ 정밀도 초속 5m
RV 안정성 < 10 cm/s
4-VLT 모드(D = 16m), RV = 1m/s
출처:[10][33][31]

방사 속도 비교표

행성 미사 거리
AU 		방사 속도
(vradial) 		참고
목성 1 28.4 m/s
목성 5 초속 12.7m
해왕성 0.1 4.8m/s
해왕성 1 1.5 m/s
슈퍼 어스(5M🜨) 0.1 1.4 m/s
슈퍼 어스(5M🜨) 1 0.45m/s
지구 0.09 0.30m/s
지구 1 0.09m/s
출처: Luca Pasquini, power-point presentation, 2009년[10] 참고: (1) 지금까지 기록된 가장 정밀한 v 측정치radial. ESO의 HARPS 분광기가 사용되었다.[34][35]
행성[10]
행성 플래닛 유형
세미마조르 축
(AU) 		궤도 주기
방사 속도
(m/s) 		탐지 가능 대상:
페가수스자리 51 b 뜨거운 목성 0.05 4.23일 55.9[36] 1세대 분광기
55 칸크리 d 가스 거인 5.77 14.29년 45.2[37] 1세대 분광기
목성 가스 거인 5.20 11.86년 12.4[38] 1세대 분광기
글리제 581c 슈퍼 어스 0.07 12.92일 3.18[39] 2세대 분광기
토성 가스 거인 9.58 29.46년 2.75 2세대 분광기
프록시마 센타우리 b 거주 가능한 행성(잠재적) 0.05 11.19일 1.38[40] 2세대 분광기
해왕성 얼음 거인 30.10 164.79년 0.281 제3세대 분광기
지구 거주가능행성 1.00 365.26일 0.089 제3세대 분광기(대략)
명왕성 왜성 39.26 246.04년 0.00003 감지 불가

거주 가능 구역에 행성이 있는 MK형 항성

항성 질량
(M☉) 		행성질량
(MEarth) 		럼.
(L0) 		유형 RHAB
(AU) 		RV
(cm/s) 		기간
(일)
0.10 1.0 8×10−4 M8 0.028 168 6
0.21 1.0 7.9×10−3 M5 0.089 65 21
0.47 1.0 6.3×10−2 M0 0.25 26 67
0.65 1.0 1.6×10−1 K5 0.40 18 115
0.78 2.0 4.0×10−1 K0 0.63 25 209
출처:[41][42]

참고 항목

참조

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  2. ^ a b "ESPRESSO Sees Light at the End of the Tunnel - First big step towards adding a new high-resolution spectrograph to the VLT". www.eso.org.
  3. ^ a b Ramella, Massimo (October 17, 2016). "ESPRESSO vede la luce in fondo al "tunnel"".
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  20. ^ Rocky Exoplanet 및 안정적인 분광 관측을 위한 Echelle SPectrograph, ESO
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  26. ^ Suárez Mascareño, A.; Faria, J. P.; Figueira, P.; Lovis, C.; Damasso, M.; González Hernández, J. I.; Rebolo, R.; Cristiano, S.; Pepe, F.; Santos, N. C.; Zapatero Osorio, M. R.; Adibekyan, V.; Hojjatpanah, S.; Sozzetti, A.; Murgas, F.; Abreo, M.; Affolter, M.; Alibert, Y.; Aliverti, M.; Allart, R.; Allende Prieto, C.; Alves, D.; Amate, M.; Avila, G.; Baldini, V.; Bandi, T.; Barros, S. C. C.; Bianco, A.; Benz, W.; et al. (2020). "Revisiting Proxima with ESPRESSO". Astronomy & Astrophysics. 639: A77. arXiv:2005.12114. Bibcode:2020A&A...639A..77S. doi:10.1051/0004-6361/202037745. S2CID 218869742.
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외부 링크

  • 위키미디어 커먼스의 ESPRESO 관련 미디어
  • 에스프레소 eso.org
  • 에스프레소는 유니지.ch
  • Pepe, F.; Molaro, P.; Cristiani, S.; Rebolo, R.; Santos, N. C.; Dekker, H.; Mégevand, D.; Zerbi, F. M.; Cabral, A.; Di Marcantonio, P.; Abreu, M.; Affolter, M.; Aliverti, M.; Allende Prieto, C.; Amate, M.; Avila, G.; Baldini, V.; Bristow, P.; Broeg, C.; Cirami, R.; Coelho, J.; Conconi, P.; Coretti, I.; Cupani, G.; D'Odorico, V.; De Caprio, V.; Delabre, B.; Dorn, R.; Figueira, P.; et al. (2014). "ESPRESSO: The next European exoplanet hunter". arXiv:1401.5918 [astro-ph.IM].