Gözlemevi, yeni gezegen bulucu ile ‘ilk ışığı’ elde etti

WM Keck Gözlemevi’ndeki yeni bir gezegen avı aracı, gökyüzünden ilk verilerini alarak ve diğer yıldızların etrafındaki Dünya boyutundaki gezegenleri araştırmak için heyecan verici bir bölüme işaret ederek “ilk ışığı” elde etti. küçük boy. Hawaii Adası’ndaki Maunakea’daki Keck I Teleskopu üzerinde çalışan Keck Planet Finder (KPF), görünür dalga boyları için dünyanın en gelişmiş yüksek çözünürlüklü spektrometresidir.

Keck Gözlemevi Direktörü Hilton Lewis, “KPF’nin ortaya çıkışı, diğer yıldızların etrafında yaşanabilir Dünya benzeri gezegenler bulma arayışımızı ilerletme yeteneğimizde ileriye doğru büyük ve heyecan verici bir adıma işaret ediyor” dedi. “Yaklaşık on yıldır KPF’nin gelişini bekliyoruz ve zaten çok başarılı olan ötegezegen keşif programımızı bir sonraki seviyeye taşıyabildiğimiz için çok heyecanlıyız.”

KPF baş araştırmacısı ve Caltech’te astronomi profesörü Andrew Howard, “KPF’nin ilk astronomik spektrumunu görmek etkileyici bir deneyimdi” dedi. “Enstrümanı, ötegezegenlerin büyük çeşitliliğini incelemek ve nasıl oluştuklarına ve şimdiki hallerine nasıl evrimleştiklerine dair gizemleri çözmek için kullanmaktan heyecan duyuyorum.”

Dün gece, 9 Kasım Çarşamba günü, KPF ekibi yeni nesil aletle Jüpiter’in ilk ışık tayfını başarılı bir şekilde yakaladı, ardından KPF’nin ilk yıldızı 51 Pegasi’nin bir tayfı izledi ve bu tayf, bir yörüngede dönen ilk gezegen olan 51 Pegasi b’ye ev sahipliği yaptı. Doppler yöntemiyle keşfedilen güneş benzeri yıldız. Şimdi astronomideki en zorlayıcı sorulardan birine cevap vermek için uzak dünyaları büyük bir hassasiyetle gözlemlemeye başlamaya hazır: Yalnız mıyız?

Enstrüman bilimci yardımcısı Sherry Yeh, “Son yirmi yıldaki son ötegezegen keşif patlamasından önce, orada başka hangi gezegenlerin olduğunu gerçekten bilmiyorduk. Kendi güneş sistemimizin mi yoksa kendi Dünyamızın mı ortak olduğunu bilmiyorduk” dedi. KPF için Keck Gözlemevi’nde. “Galaktik mahallemizdeki diğer gezegenleri gerçekten anlayacak ilk nesil biziz.”

Yaklaşık beş güneş benzeri yıldızdan biri, atmosferik sıcaklıkların sıvı suya elverişli olduğu yaşanabilir bölgede, bildiğimiz kadarıyla yaşamın en önemli habercisi olan Dünya boyutunda bir gezegene sahiptir.

KPF, Keck Gözlemevi’nde öncülük edilen bir ölçüm olan Doppler Tekniği’ni kullanarak, ev sahibi yıldızların davranışları aracılığıyla ötegezegenleri inceleyecek ve ölçecektir. Bir gezegen bir yıldızın yörüngesinde döndüğünde, yıldızın “yalpalamasına” neden olan bir yerçekimi kuvveti uygular. KPF, gökbilimcilerin daha sonra yıldızı çeken gezegenin kütlesini ve yoğunluğunu anlamak için ölçebilecekleri bu yıldız sallanmasını arayacak.

Gezegen ne kadar az kütleliyse, yıldızın yalpalaması o kadar küçük ve yıldız ışığının ileri geri hareketini yakalamak o kadar zor oluyor. KPF, bu zorluğun üstesinden gelmek için tasarlanmıştır; Tamamen devreye alındığında, yalnızca 30 santimetre/saniye hızında ileri geri hareket eden yıldızları tespit edebilecek. KPF’nin gücünü perspektife koymak için, selefi Keck Gözlemevi’nin Yüksek Çözünürlüklü Echelle Spektrometresi (HIRES) adlı mevcut gezegen avı aleti, 200 santimetre/saniyelik yıldız hareketlerini algılar.

Keck Gözlemevi’nde KPF için enstrüman bilimcisi olan Josh Walawender, “Bunun gibi ölçümler yapmanın zorlukları sadece birkaç on yıl önce aşılmaz olarak görülüyordu” dedi. “KPF, sorunları çözmek ve etrafımızdaki evreni anlamamızın önündeki engelleri aşmak için uygulanan şaşırtıcı miktarda insan zekasının bir sonucudur.”

Bu son teknoloji spektrometreyi diğerlerinden ayıran şey, Zerodur adı verilen alışılmadık bir cam-seramik hibrit malzemeden yapılmış olmasıdır – Keck Gözlemevi’nin ikonik birincil ayna parçalarını imal etmek için kullanılan aynı malzeme. Schott AG şirketi tarafından üretilen Zerodur, sıcaklıktaki dalgalanmalardan bağımsız olarak şeklini korur. Bu termal kararlılık KPF’nin anahtarıdır çünkü cihazdaki herhangi bir hareket, yıldızlardan Doppler kayması gibi görünen yanlış sinyallere yol açabilir. KPF, termal hareketleri azaltarak, dış gezegenleri benzersiz bir verimlilikle algılayabilir ve karakterize edebilir.

Howard, “Bu, Zerodur’u tasarımına entegre eden ilk spektrometredir” dedi. “Dev levhalar halinde gelen malzeme çok kırılgan ve işlenmesi zor, ancak KPF’yi daha küçük gezegenlere karşı bu kadar hassas yapan da bu.”

2014 yılında tasarlanan KPF, NASA’nın Kepler, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ve dünya arayışında binlerce ötegezegeni araştıran Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu dahil olmak üzere mevcut gezegen avcısı teleskoplarının kritik bir tamamlayıcısı olarak Keck Gözlemevi için özel olarak tasarlanmıştır. bizimki gibi. Daha sonra en olası adaylar, atmosferik biyo-imzaları daha iyi anlamak için ayrıntılı görüntüler ve spektrumlar toplayabilen Keck Gözlemevi gibi yer tabanlı teleskoplar kullanılarak daha yakından incelenecek – temel sıcaklık göstergeleri ve ne tür gazlar mevcut.

Bilim adamları ve mühendisler, son birkaç ayını Keck Gözlemevi’nin Maunakea tesisinde yeni spektrografı kurmak ve kalibre etmek için harcadılar. Bundan önce, KPF’nin bileşenleri UC Berkeley’in Uzay Bilimleri Laboratuvarı’nda ve Caltech’te bir araya getirildi.

Walawender, “Bana göre KPF, insanlığın en iyi özelliklerinden birini temsil ediyor: bizi çevreleyen evreni görme ve öğrenme ve böylece yaşadığımız yeri daha iyi anlama konusundaki alçakgönüllü arzu” dedi.

KPF, 2023 baharından itibaren ötegezegen araştırmaları için bilim camiasının kullanımına sunulacak.