På jagt efter superjord:Spectrograph CRIRES+ ved ESOs Very Large Telescope

Astronomiforskningsinstrumentet CRIRES+ er designet til at studere planeter uden for vores solsystem. Det er nu i drift ved Very Large Telescope (VLT) af European Southern Observatory (ESO). Institut for Astrofysik ved Universitetet i Göttingen er en del af det internationale forskningskonsortium, der byggede den højopløselige infrarøde spektrograf ved Paranal-observatoriet i Chile.

Når et nyt optisk instrument på et teleskop begynder sin forskning for allerførste gang, astronomer kalder dette øjeblik:'First Light.' For CRIRES+, Øjeblikket kom i begyndelsen af ​​februar 2021, da ESO annoncerede First Light. En spektrograf nedbryder det indfaldende lys opfanget af teleskopet til dets spektrum, i dette tilfælde i det infrarøde bølgelængdeområde. Fra spektret, forskere kan lære mere om stjernen og dens planet. Opgaven for CRIRES+ er at søge himlen efter 'superjorde, ' planeter, der bevæger sig i den beboelige zone omkring deres stjerne. Superjord er planeter uden for vores solsystem, hvis masse er sammenlignelig med Jordens. Den beboelige zone (også kendt som 'Goldilocks Zone') betyder, at planeten er på et sted, hvor liv teoretisk set kunne være muligt, altså hvor det hverken er for koldt (for langt væk fra stjernen) eller for varmt (for tæt på stjernen).

Med CRIRES+, astronomer har nu et værktøj til at opdage sådanne superjorder. De kan bruge det til at observere et stort antal stjerner i vores stjernekvarter. Instrumentet hjælper også forskere med at analysere atmosfæren af ​​ekstrasolare planeter under en transit. Under en sådan transit, en planet passerer foran sin stjerne og dæmper stjernens lys, som giver nyttige data om potentielle planetariske atmosfærer. Et andet forskningsmål med CRIRES+ er at lære mere om oprindelsen og udviklingen af ​​stjerners magnetfelter. Dette hjælper forskere til bedre at forstå vores egen sols aktivitet.

ESO byggede astronomiforskningsinstrumentet sammen med et konsortium af europæiske institutter. Forkortelsen CRIRES står for Cryogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph. Et adaptivt optikmodul korrigerer billedforvrængninger forårsaget af Jordens turbulente atmosfære. Det tidligere instrument, CRIRES, og det adaptive optiksystem er blevet moderniseret, så det bølgelængdeområde, som instrumentet kan analysere, er blevet tidoblet.

CRIRES gjorde mange opdagelser mulige; for eksempel, det var første gang, man kunne bestemme længden af ​​et døgn på en planet uden for vores solsystem og måle temperaturen i hele Plutos atmosfære. Astronomer håber at gøre lignende vigtige opdagelser med CRIRES+. "Kombinationen af ​​et state-of-the-art optisk instrument på et af de største teleskoper i verden, Very Large Telescope, som nyder godt af et spejl med en diameter på 8,2 meter, tilbyder de bedste betingelser for at studere atmosfæren af ​​ekstrasolare planeter, " siger professor Ansgar Reiners fra Institut for Astrofysik ved Göttingen Universitet. Hans forskergruppe, sammen med professor Artie Hatzes, direktør for Thüringer Statsobservatorium, Professor Nikolai Piskunov fra Institut for Fysik og Astronomi ved Uppsala Universitet i Sverige og et projektteam ved ESO, implementeret moderniseringen af ​​CRIRES.

CRIRES+ skulle allerede have startet sin forskning af ekstrasolare planeter for et år siden. Instrumentet blev monteret på VLT ved Paranal Observatory i Chile i februar 2020. på grund af coronavirus-pandemien, de første testobservationer måtte udskydes. Faktisk, det var første gang, at ESO skulle teste og idriftsætte et instrument på afstand.