On kulunut 20 vuotta ensimmäisestä neljästä yksikköteleskoopista, jotka käsittävät ESOn erittäin suuren teleskoopin (VLT), näki ensimmäisen valon. Vuodesta 2000 alkaen kaikki ne neljä ovat olleet toiminnassa. Yksi VLT: n alkuperäisistä tavoitteista oli saada kaikki neljä laajuutta toimimaan yhdessä, ja se on nyt saavutettu.
Laite, joka yhdistää valon kaikista neljästä VLT: n laajuudesta, on nimeltään ESPRESSO, joka tarkoittaa Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet ja Stable Spectroscopic Observations. ESPRESSO kaappaa valon jokaisesta 8,2 metrin peilistä VLT: n neljään teleskooppiin. Tämä yhdistelmä tekee ESPRESSOsta käytännössä maailman suurimman optisen kaukoputken.
VLT: n neljän yksikköteleskoopin tehon yhdistäminen on valtava virstanpylväs ESO: lle. Kuten ESPRESSO-instrumentin tutkija, ESO, Gaspare Lo Curto, sanoo: ”ESO on toteuttanut unelman, joka juontaa juurensa aikaan, kun VLT-malli perustettiin 1980-luvulla: tuomalla valo kaikista neljästä Cerro Paranal -yksikön teleskoopista epäyhtenäisellä keskittymällä ruokkia yhtä instrumenttia! ” Jännitys on todellinen, koska muiden tieteellisten tavoitteidensa lisäksi ESPRESSO on erittäin voimakas planeettametsästyskaukoputki.
"ESO on toteuttanut unelman, joka juontaa juurensa aikaan, kun VLT perustettiin 1980-luvulla." - Gaspare Lo Curto, ESPRESSO-instrumentin tutkija.
ESPRESSO käyttää peilien, linssien ja prismien järjestelmää valon siirtämiseksi jokaiselta neljältä VLT-alueelta spektrografiin. Tämä saavutetaan tunneleiden verkolla, joka sisällytettiin VLT: hen sen rakentamisen aikana. ESPRESSO on joustava yhdistämään valot kaikista neljästä tai mistä tahansa kaukoputkesta. Tämä havainnoiva joustavuus oli myös alkuperäinen suunnittelutavoite ESPRESSOlle.
Neljä yksikköteleskooppia toimii usein yhdessä VLT-interferometrinä, mutta se on paljon erilainen kuin ESPRESSO. VLT-interferometrin avulla tähtitieteilijät voivat tutkia äärimmäisiä yksityiskohtia kirkkaissa kohteissa, mutta se ei yhdistä neljän yksikköteleskoopin valoa yhdeksi instrumentiksi. ESPRESSO kerää valon kaikista neljästä laajuudesta ja jakaa sen komponenttiväriin. Tämä mahdollistaa kaukana olevien esineiden koostumuksen yksityiskohtaisen analysoinnin.
ESPRESSO on erittäin monimutkainen instrumentti, joka selittää miksi sen toteuttaminen on tähän mennessä kestänyt. Se toimii periaatteella, jota kutsutaan epäjohdonmukaiseksi tarkennukseksi. Tässä mielessä ”epäjohdonmukainen” tarkoittaa, että kaikkien neljän kaukoputken valo yhdistetään, mutta vaiheinformaatiota ei sisällytetä, kuten se on VLT-interferometrissä. Tästä johtuu, että vaikka sekä VLT-interferometri että ESPRESSO käyttävät molemmat kaikkien neljän VLT-kaukoputken valoa, ESPRESSOlla on vain yhden 8,2-peilin paikallinen resoluutio. ESPRESSO, kuten nimensä osoittaa, on kyse yksityiskohtaisesta spektrografisesta analyysistä. Ja siinä se tulee erinomaiseksi.
"ESPRESSO työskentelee kaikkien neljän yksikköteleskoopin kanssa antaa meille houkuttelevan maun siitä, mitä seuraavan sukupolven teleskoopit, kuten ESO: n erittäin suuri teleskooppi, tarjoavat muutamassa vuodessa." - ESOn pääjohtaja Xavier Barcons
ESPRESSO on jatkoa HARPS: lle, korkean tarkkuuden radiaalinopeuksiselle planeettatutkijalle, joka on tähän asti ollut paras exoplanet-metsästäjämme. HARPS on ESO: n käyttämä 3,6 metrinen kaukoputki, joka perustuu myös echelle-spektrografiin. Mutta ESPRESSO: n voima heikentää HARPSin voimaa.
ESPRESSOlla on kolme päätavoitetta:
- Planeettametsästys
- Fysikaalisten fysikaalisten vakioiden variaation mittaaminen
- Tähtien kemiallisen koostumuksen analysointi lähistöllä sijaitsevissa galakseissa
ESPRESSO tekee erittäin tarkkoja mittauksia aurinkotyyppisten tähtien säteittäisnopeuksista muissa aurinkojärjestelmissä. Kun eksoplaneetta kiertää tähdestään, se osallistuu tanssiin tai sodan vetämiseen tähden kanssa, samoin kuin aurinkokunnan planeettamme tekevät auringon kanssa. ESPRESSO pystyy mittaamaan hyvin pieniä “tansseja”, mikä tarkoittaa, että se pystyy havaitsemaan hyvin pienet planeetat. Tällä hetkellä planeettojen metsästysinstrumentit eivät ole yhtä herkkiä kuin ESPRESSO, mikä tarkoittaa, että eksoplaneetan hakutuloksemme ovat puolueellisia suuremmille planeetoille. ESPRESSOn pitäisi havaita pienempiä, maapallon kokoisia planeettoja.
ESPRESSO: n valoa yhdistävä voima on tässä hyödyllisin. ESPRESSOa käytetään tarkkailemaan erittäin kaukana olevia ja heikkoja kvasaareja, yrittämään ja mitata maailmankaikkeuden fysikaalisten vakiovarianttien variaatiota. (Jos siis on variaatioita.) Tämän sallii instrumentin valon yhdistämisominaisuuden lisäksi myös instrumentin äärimmäinen vakaus.
Erityisesti ESPRESSO yrittää tehdä tarkimmat mittauksemme vielä hieno rakenne vakio, ja protonin ja elektronin massa-suhde. Tähtitieteilijät haluavat tietää, ovatko nämä muuttuneet ajan myötä. He käyttävät ESPRESSOa tutkiakseen näiden kaukaisten kvasaarien muinaista valoa mittaamaan muutokset.
ESPRESSO avaa uusia mahdollisuuksia tähtiä mitata läheisissä galakseissa. Sen korkea hyötysuhde ja korkea resoluutio antavat tähtitieteilijöille mahdollisuuden tutkia tähtiä Linnunradan ulkopuolella ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti. Tähtien parempi ymmärtäminen muissa galakseissa on aina ensisijainen asia tähtitieteessä.
Annamme projektitutkijalle Paolo Molarolle viimeisen sanan toistaiseksi. ”Tämä vaikuttava virstanpylväs on suurten tutkijoiden ja insinöörien ryhmän työn huipentuma monien vuosien ajan. On hienoa nähdä ESPRESSO työskentelevän kaikkien neljän yksikköteleskoopin kanssa ja odotan kiinnostavia tulevia tieteellisiä tuloksia. ”
