Jordbaseret spektrometer designet til at identificere planeter på størrelse med Jorden i tilstødende solsystemer

En ny, jordbaseret spektrometer designet og bygget på Yale repræsenterer det hidtil mest kraftfulde skridt i bestræbelserne på at identificere planeter på størrelse med Jorden i tilstødende solsystemer.

Det nye instrument, Extreme Precision Spectrometer (EXPRES), er nu i drift og indsamler data ved Lowell Observatory Discovery Channel Telescope i Arizona. EXPRES vil forbedre målepræcisionen med en faktor på 10, muliggør påvisning af små, klippeplaneter omkring nærliggende stjerner.

"Indtil nu, de eneste planeter, vi kunne detektere med jordbaserede spektrografer, var de større, Saturns og Jupiters, " sagde Yale-professor Debra Fischer, hvis team har designet EXPRES. "Vi ved, at de mindre planeter er derude, men de er smuttet gennem vores net."

Bedre data er særligt vigtigt, Fischer bemærkede, fordi selvom astronomer har identificeret tusindvis af nye planeter i de sidste par år, ingen er analoger af Jorden. At forstå, hvilke planeter der ligner Jorden i størrelse og kredser i afstande fra deres værtsstjerner, hvor vand sandsynligvis vil samle sig i søer eller oceaner, vil være afgørende i søgen efter liv andre steder i kosmos, tilføjede hun.

Fischer annoncerede indledende detaljer om installationen af ​​EXPRES på 2018 årsmøde i American Association for the Advancement of Science i Austin, Texas.

"Den fremtidige bane for exoplanetforskning afhænger kritisk af, hvor godt vi forbedrer radialhastighedspræcisionen i spektrometre i dag, " sagde Fischer.

Spektrometre er instrumenter astronomer bruger til at studere lys, der udsendes af planeter, stjerner, og galakser. De bruges sammen med enten et jordbaseret eller orbitalt teleskop. Spektrometre strækker en lysstråle ud i et spektrum af frekvenser - som derefter analyseres for at bestemme et objekts hastighed, retning, kemisk sammensætning, eller masse. En stjernes tyngdekraft holder en planet i sin bane, men planeten trækker også i stjernen. Radial hastighed refererer til stjernens bevægelse langs vores synslinje.

Udfordringen for astronomer har været at designe spektrometre med tilstrækkelig stabilitet og pålidelighed til at måle små slingrer fra jordlignende planeter. For EXPRES, Fischer arbejdede sammen med Jessi Cisewski, en assisterende professor i statistik og datavidenskab ved Yale, at udvikle software, der adskiller subtile støjkilder i stjernespektret.

Fischer sagde, at resultatet burde være ret sigende. "Det svarer til forskellen mellem tidlige digitale kameraer fra 10 år siden og den seneste smartphone-fotografering, " hun sagde.

Med EXPRES i gang i Arizona, og det tilsvarende avancerede ESPRESSO-spektrometer bygget af schweiziske astronomer i Chile, Fischer og andre exoplanetforskere forbereder sig på et væld af nye data, der dramatisk kan fremme søgen efter ekstrasolar liv.

"Vi har designet nogle meget smarte tests, " forklarede hun. "Det bliver fantastisk."