Det er 20 år siden den første av de fire enhetsteleskopene som består av ESOs Very Large Telescope (VLT) så første lys. Siden år 2000 har alle fire vært i drift. Et av de opprinnelige målene med VLT var å få alle de fire ‘scopes-arbeidene i kombinasjon, og det er nå oppnådd.
Instrumentet som kombinerer lyset fra alle fire av VLT ‘omfangene kalles ESPRESSO, som står for Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations. ESPRESSO fanger lyset fra hvert av de 8,2 meters speilene i de fire enhetsteleskopene til VLT. Denne kombinasjonen gjør ESPRESSO til faktisk det største optiske teleskopet i verden.
Å kombinere kraften fra de fire enhetsteleskopene til VLT er en enorm milepæl for ESO. Som ESPRESSO instrumentforsker ved ESO, Gaspare Lo Curto, sier: “ESO har realisert en drøm som går tilbake til tiden da VLT ble unnfanget på 1980-tallet: å bringe lyset fra alle de fire enhetsteleskopene på Cerro Paranal sammen i et usammenhengende fokus å mate et enkelt instrument! ” Spenningen er ekte, for sammen med de andre vitenskapelige målene vil ESPRESSO være et ekstremt kraftig planetjaktteleskop.
"ESO har realisert en drøm som går tilbake til tiden da VLT ble unnfanget på 1980-tallet." - Gaspare Lo Curto, ESPRESSO instrumentforsker.
ESPRESSO bruker et system med speil, linser og prismer for å overføre lyset fra hver av de fire VLT ‘-områdene til spektrografen. Dette oppnås med et nettverk av tunneler som ble integrert i VLT da den ble bygget. ESPRESSO har fleksibiliteten til å kombinere lyset fra alle fire, eller fra et av teleskopene. Denne observasjonsfleksibiliteten var også et originalt designmål for ESPRESSO.
De fire enhetsteleskopene fungerer ofte sammen som VLT-interferometer, men det er mye annerledes enn ESPRESSO. VLT-interferometeret lar astronomer studere ekstreme detaljer i lyse objekter, men det kombinerer ikke lyset fra de fire enhetsteleskopene til ett instrument. ESPRESSO samler lyset fra alle fire ‘omfang og deler det opp i komponentfargene. Dette tillater detaljert analyse av sammensetningen av fjerne objekter.
ESPRESSO er et veldig komplekst instrument, som forklarer hvorfor det er tatt til nå å bli implementert. Det fungerer med et prinsipp som kalles "usammenhengende fokus." I denne forstand betyr "usammenhengende" at lyset fra alle de fire teleskopene blir lagt sammen, men faseinformasjonen er ikke inkludert som det er med VLT-interferometer. Det dette koker ned til er at selv om både VLT-interferometer og ESPRESSO begge bruker lyset fra alle de fire VLT-teleskopene, har ESPRESSO bare den romlige oppløsningen til et enkelt 8,2 speil. ESPRESSO handler, som navnet tilsier, om detaljert spektrografisk analyse. Og i det vil den utmerke seg.
"ESPRESSO som jobber med alle de fire enhetsteleskopene gir oss en fristende forsmak på hva neste generasjon teleskoper, som ESOs ekstremt store teleskop, vil tilby om noen år." - ESOs generaldirektør, Xavier Barcons
ESPRESSO er etterfølgeren til HARPS, den høye nøyaktighetens radielle hastighet Planet Searcher, som til nå har vært vår beste eksoplanettjeger. HARPS er et 3,6 meter teleskop som drives av ESO, og også basert på en Echelle-spektrograf. Men kraften til ESPRESSO vil dverge kraften til HARPS.
Det er tre hovedvitenskapelige mål for ESPRESSO:
- Planet Hunting
- Måling av variasjonen av de grunnleggende fysiske konstantene
- Analyse av kjemisk sammensetning av stjerner i nærliggende galakser
ESPRESSO vil ta svært presise målinger av radialhastighetene til stjerner av soltype i andre solsystemer. Når en exoplanet kretser rundt stjernen sin, tar den del i en dans eller tautrekking med stjernen, på samme måte som planeter i vårt solsystem gjør med vår sol. ESPRESSO vil kunne måle veldig små "danser", noe som betyr at den vil kunne oppdage veldig små planeter. Akkurat nå er ikke våre planetjaktinstrumenter like følsomme som ESPRESSO, noe som betyr at søkeresultatene for exoplanet er partiske mot større planeter. ESPRESSO bør oppdage flere mindre planeter i jordstørrelse.
Det er her den lyskombinerende kraften til ESPRESSO vil være mest nyttig. ESPRESSO vil bli brukt til å observere ekstremt fjerne og svake kvasarer, for å prøve å måle variasjonen av de grunnleggende fysiske konstantene i vårt univers. (Hvis det er noen variasjoner, det er det.) Det er ikke bare instrumentets lyskombinasjonsevne som tillater dette, men også instrumentets ekstreme stabilitet.
Spesifikt vil ESPRESSO prøve å ta våre mest nøyaktige målinger ennå fin struktur konstant, og proton til elektronmasseforhold. Astronomer vil vite om disse har endret seg over tid. De vil bruke ESPRESSO for å undersøke det eldgamle lyset fra disse fjerne kvasarene for å måle enhver endring.
ESPRESSO vil åpne for nye muligheter for måling av stjerner i nærliggende galakser. Det er høy effektivitet og høy oppløsning som lar astronomer studere stjerner utenfor Melkeveien i enestående detalj. En bedre forståelse av stjerner i andre galakser er alltid et prioritert element i astronomi.
Vi lar prosjektforsker Paolo Molaro ha det siste ordet, foreløpig. ”Denne imponerende milepælen er kulminasjonen av et stort team av forskere og ingeniører gjennom mange år. Det er fantastisk å se ESPRESSO jobbe med alle de fire enhetsteleskopene, og jeg ser frem til de spennende vitenskapelige resultatene som kommer. ”
