Es ist 20 Jahre her, dass das erste der vier Einheitenteleskope, aus denen das Very Large Telescope (VLT) der ESO besteht, das erste Licht erblickte. Seit dem Jahr 2000 sind alle vier in Betrieb. Eines der ursprünglichen Ziele des VLT war es, alle vier Bereiche in Kombination zu arbeiten, und das wurde nun erreicht.
Das Instrument, das das Licht aller vier VLT-Zielfernrohre kombiniert, heißt ESPRESSO und steht für Echelle SPectrograph für Rocky Exoplanet und Stable Spectroscopic Observations. ESPRESSO erfasst das Licht von jedem der 8,2-Meter-Spiegel in den vier Einheitenteleskopen des VLT. Diese Kombination macht ESPRESSO praktisch zum größten optischen Teleskop der Welt.
Die Kombination der Leistung der vier Einheitenteleskope des VLT ist ein großer Meilenstein für die ESO. Der ESPRESSO-Instrumentenwissenschaftler bei ESO, Gaspare Lo Curto, sagt: „ESO hat einen Traum verwirklicht, der auf die Zeit zurückgeht, als das VLT in den 1980er Jahren konzipiert wurde: das Licht aller vier Einheitenteleskope auf Cerro Paranal in einem inkohärenten Fokus zusammenzubringen ein einziges Instrument füttern! “ Die Aufregung ist real, denn ESPRESSO wird zusammen mit seinen anderen wissenschaftlichen Zielen ein äußerst leistungsfähiges Teleskop für die Planetenjagd sein.
"ESO hat einen Traum verwirklicht, der auf die Zeit zurückgeht, als das VLT in den 1980er Jahren konzipiert wurde." - Gaspare Lo Curto, ESPRESSO-Instrumentenwissenschaftler.
ESPRESSO verwendet ein System aus Spiegeln, Linsen und Prismen, um das Licht von jedem der vier VLT-Bereiche zum Spektrographen zu übertragen. Dies wird mit einem Netzwerk von Tunneln erreicht, das beim Bau in das VLT integriert wurde. ESPRESSO bietet die Flexibilität, das Licht aller vier oder eines der Teleskope zu kombinieren. Diese Beobachtungsflexibilität war auch ein ursprüngliches Entwurfsziel für ESPRESSO.
Die vier Einheitenteleskope arbeiten häufig zusammen als VLT-Interferometer, aber das unterscheidet sich stark von ESPRESSO. Mit dem VLT-Interferometer können Astronomen extreme Details in hellen Objekten untersuchen, aber das Licht der vier Einheitenteleskope wird nicht zu einem Instrument kombiniert. ESPRESSO sammelt das Licht aller vier Bereiche und teilt es in seine Komponentenfarben auf. Dies ermöglicht eine detaillierte Analyse der Zusammensetzung entfernter Objekte.
ESPRESSO ist ein sehr komplexes Instrument, das erklärt, warum die Implementierung bisher erforderlich war. Es funktioniert mit einem Prinzip namens "inkohärenter Fokus". In diesem Sinne bedeutet "inkohärent", dass das Licht aller vier Teleskope addiert wird, die Phaseninformationen jedoch nicht wie beim VLT-Interferometer enthalten sind. Dies führt dazu, dass sowohl das VLT-Interferometer als auch ESPRESSO das Licht aller vier VLT-Teleskope verwenden, ESPRESSO jedoch nur die räumliche Auflösung eines einzelnen 8,2-Spiegels hat. Wie der Name schon sagt, dreht sich bei ESPRESSO alles um detaillierte spektrographische Analysen. Und darin wird es sich auszeichnen.
"Die Zusammenarbeit von ESPRESSO mit allen vier Einheitenteleskopen gibt uns einen verlockenden Vorgeschmack darauf, was die nächste Teleskopgeneration, wie das extrem große Teleskop von ESO, in einigen Jahren bieten wird." - ESO-Generaldirektor Xavier Barcons
ESPRESSO ist der Nachfolger von HARPS, dem hochgenauen Planetensucher mit Radialgeschwindigkeit, der bis jetzt unser bester Exoplanetenjäger war. HARPS ist ein 3,6-Meter-Teleskop, das von der ESO betrieben wird und ebenfalls auf einem Echelle-Spektrographen basiert. Aber die Macht von ESPRESSO wird die von HARPS in den Schatten stellen.
Es gibt drei wissenschaftliche Hauptziele für ESPRESSO:
- Planetenjagd
- Messung der Variation der grundlegenden physikalischen Konstanten
- Analyse der chemischen Zusammensetzung von Sternen in nahe gelegenen Galaxien
ESPRESSO wird hochpräzise Messungen der Radialgeschwindigkeiten von Sternen vom Solartyp in anderen Sonnensystemen durchführen. Wenn ein Exoplanet seinen Stern umkreist, nimmt er an einem Tanz oder Tauziehen mit dem Stern teil, genau wie Planeten in unserem Sonnensystem mit unserer Sonne. ESPRESSO kann sehr kleine „Tänze“ messen, was bedeutet, dass es sehr kleine Planeten erkennen kann. Derzeit sind unsere Planetenjagdinstrumente nicht so empfindlich wie ESPRESSO, was bedeutet, dass unsere Exoplaneten-Suchergebnisse auf größere Planeten ausgerichtet sind. ESPRESSO sollte kleinere Planeten in Erdgröße entdecken.
Hier ist die Lichtkombinationskraft von ESPRESSO am nützlichsten. ESPRESSO wird verwendet, um extrem entfernte und schwache Quasare zu beobachten und die Variation der grundlegenden physikalischen Konstanten in unserem Universum zu messen. (Wenn es Abweichungen gibt, das heißt.) Dies ermöglicht nicht nur die Lichtkombinationsfähigkeit des Instruments, sondern auch die extreme Stabilität des Instruments.
Insbesondere wird der ESPRESSO versuchen, unsere bisher genauesten Messungen durchzuführen Feinstrukturkonstante, und der Verhältnis von Protonen zu Elektronenmassen. Astronomen möchten wissen, ob sich diese im Laufe der Zeit geändert haben. Sie werden ESPRESSO verwenden, um das alte Licht dieser entfernten Quasare zu untersuchen und jede Veränderung zu messen.
ESPRESSO wird neue Möglichkeiten bei der Messung von Sternen in nahe gelegenen Galaxien eröffnen. Dank seiner hohen Effizienz und Auflösung können Astronomen Sterne außerhalb der Milchstraße in beispiellosen Details untersuchen. Ein besseres Verständnis der Sterne in anderen Galaxien hat in der Astronomie immer Priorität.
Wir werden dem Projektwissenschaftler Paolo Molaro vorerst das letzte Wort geben. „Dieser beeindruckende Meilenstein ist der Höhepunkt der langjährigen Arbeit eines großen Teams von Wissenschaftlern und Ingenieuren. Es ist wunderbar zu sehen, wie ESPRESSO mit allen vier Einheitenteleskopen zusammenarbeitet, und ich freue mich auf die spannenden wissenschaftlichen Ergebnisse. “
