Het is 20 jaar geleden dat de eerste van de vier eenheidstelescopen waaruit de Very Large Telescope (VLT) van ESO bestaat, het eerste licht zag. Sinds 2000 zijn ze alle vier in bedrijf. Een van de oorspronkelijke doelen van de VLT was om alle vier de scopes in combinatie te laten werken, en dat is nu bereikt.
Het instrument dat het licht van alle vier de VLT ‘scopes combineert, heet ESPRESSO, wat staat voor Echelle SPectrograph voor Rocky Exoplanet en Stable Spectroscopic Observations. ESPRESSO vangt het licht op van elk van de 8,2 meter lange spiegels in de vier Unit Telescopes van de VLT. Die combinatie maakt ESPRESSO in feite de grootste optische telescoop ter wereld.
Het combineren van de kracht van de vier Unit Telescopes van de VLT is een enorme mijlpaal voor de ESO. Zoals ESPRESSO instrumentwetenschapper bij ESO, Gaspare Lo Curto, zegt: “ESO heeft een droom gerealiseerd die teruggaat tot de tijd dat de VLT in de jaren tachtig werd bedacht: het licht van alle vier de eenheidstelescopen op Cerro Paranal samenbrengen in een onsamenhangend brandpunt om een enkel instrument te voeden! ' De opwinding is echt, want samen met zijn andere wetenschappelijke doelen, zal ESPRESSO een extreem krachtige planeetjacht-telescoop worden.
"ESO heeft een droom gerealiseerd die teruggaat tot de tijd dat de VLT in de jaren tachtig werd bedacht." - Gaspare Lo Curto, ESPRESSO instrumentwetenschapper.
ESPRESSO gebruikt een systeem van spiegels, lenzen en prisma's om het licht van elk van de vier VLT ‘scopes naar de spectrograaf te zenden. Dit wordt bereikt met een netwerk van tunnels dat bij de bouw in de VLT is opgenomen. ESPRESSO heeft de flexibiliteit om het licht van alle vier of van een van de telescopen te combineren. Deze waarnemingsflexibiliteit was ook een origineel ontwerpdoel voor ESPRESSO.
De vier eenheidstelescopen werken vaak samen als de VLT-interferometer, maar dat is veel anders dan ESPRESSO. Met de VLT-interferometer kunnen astronomen extreme details in heldere objecten bestuderen, maar het licht van de vier eenheidstelescopen wordt niet gecombineerd in één instrument. ESPRESSO verzamelt het licht van alle vier de ‘scopes’ en verdeelt het in de samenstellende kleuren. Dit maakt een gedetailleerde analyse mogelijk van de compositie van verre objecten.
ESPRESSO is een zeer complex instrument, dat verklaart waarom het tot nu toe is geïmplementeerd. Het werkt met een principe dat 'onsamenhangende focus' wordt genoemd. In deze zin betekent "onsamenhangend" dat het licht van alle vier de telescopen bij elkaar wordt opgeteld, maar de fase-informatie wordt niet opgenomen zoals bij de VLT-interferometer. Waar dit op neerkomt, is dat terwijl zowel de VLT-interferometer als ESPRESSO beide het licht van alle vier de VLT-telescopen gebruiken, ESPRESSO slechts de ruimtelijke resolutie heeft van een enkele 8.2-spiegel. Bij ESPRESSO draait het, zoals de naam al aangeeft, om gedetailleerde spectrografische analyse. En daarin zal het uitblinken.
"ESPRESSO die met alle vier de telescopen werkt, geeft ons een verleidelijke voorproefje van wat de volgende generatie telescopen, zoals ESO's Extremely Large Telescope, over een paar jaar te bieden heeft." - ESO's directeur-generaal, Xavier Barcons
ESPRESSO is de opvolger van HARPS, de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, die tot nu toe onze beste exoplaneetjager was. HARPS is een 3,6 meter telescoop die wordt bediend door de ESO, en ook gebaseerd op een echelspectrograaf. Maar de kracht van ESPRESSO zal die van HARPS in de schaduw stellen.
Er zijn drie belangrijke wetenschappelijke doelen voor ESPRESSO:
- Planet Hunting
- Het meten van de variatie van de fundamentele fysieke constanten
- Analyse van de chemische samenstelling van sterren in nabije melkwegstelsels
ESPRESSO zal zeer nauwkeurige metingen uitvoeren van de radiale snelheden van zonnetype-sterren in andere zonnestelsels. Terwijl een exoplaneet om zijn ster draait, neemt hij deel aan een dans of touwtrekken met de ster, op dezelfde manier als planeten in ons zonnestelsel met onze zon. ESPRESSO zal zeer kleine "dansen" kunnen meten, wat betekent dat het in staat zal zijn om zeer kleine planeten te detecteren. Op dit moment zijn onze instrumenten voor het jagen op planeten niet zo gevoelig als ESPRESSO, wat betekent dat onze exoplanet-zoekresultaten vooringenomen zijn voor grotere planeten. ESPRESSO zou meer kleinere planeten op aarde moeten detecteren.
Dit is waar de lichtcombinerende kracht van ESPRESSO het meest nuttig zal zijn. ESPRESSO zal worden gebruikt om extreem verre en zwakke quasars te observeren, om de variatie van de fundamentele fysieke constanten in ons heelal te meten. (Als er variaties zijn, dat wil zeggen.) Het is niet alleen de lichtcombinerende mogelijkheid van het instrument die dit mogelijk maakt, maar ook de extreme stabiliteit van het instrument.
In het bijzonder zal de ESPRESSO proberen onze meest nauwkeurige metingen tot nu toe van de fijne structuurconstante, en de proton-elektron massaverhouding. Astronomen willen weten of deze in de loop van de tijd zijn veranderd. Ze zullen ESPRESSO gebruiken om het oude licht van deze verre quasars te onderzoeken om elke verandering te meten.
ESPRESSO zal nieuwe mogelijkheden openen voor het meten van sterren in nabijgelegen sterrenstelsels. Dankzij de hoge efficiëntie en hoge resolutie kunnen astronomen sterren buiten de Melkweg in ongekend detail bestuderen. Een beter begrip van sterren in andere sterrenstelsels is altijd een prioriteit in de astronomie.
We laten projectwetenschapper Paolo Molaro voorlopig het laatste woord hebben. “Deze indrukwekkende mijlpaal is het resultaat van jarenlang werk van een groot team van wetenschappers en ingenieurs. Het is geweldig om te zien hoe ESPRESSO met alle vier de telescopen werkt en ik kijk uit naar de spannende wetenschappelijke resultaten die komen gaan. ”
