ESPRESSO

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Concepto del espectrógrafo ESPRESSO en la Revisión de Diseño Preliminar.
Diseño de la óptica del espectrógrafo ESPRESSO en la Revisión de Diseño Preliminar.

ESPRESSO es un acrónimo para Espectrógrafo Echelle para Exoplanetas Rocosos y Observaciones Espectroscópicas Estables, (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations, en inglés) es un espectrógrafo echelle disperso cruzado, de nueva generación, de alta resolución, alimentado por fibra óptica (R = 140'000) para el rango de longitud de onda visible (350 nm - 720 nm), para el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. Su característica principal es la estabilidad y la espectroscopia de precisión de velocidad radial.

La increíble precisión 'espectroscópica' de este instrumento proporcionará a la comunidad científicas con nuevas capacidades, que serán únicas en todo el mundo. Será capaz de empujar los límites de detección hasta planetas similares a la Tierra. Por ejemplo: La Tierra provoca una variación de velocidad radial de 9 cm/s en nuestro Sol.[1]

El requisito es llegar a 10 centímetros por segundo (cm/s), pero el objetivo está dirigido a obtener un nivel de precisión de unos pocos cm/s. La instalación y puesta en marcha de EXPRESO en el VLT se prevé en el 2014.[1]

El instrumento es capaz de operar en el modo 1-UT y en el modo 4-UT. En el modo 4-UT, en la que todos los cuatro telescopios de 8 metros están conectados incoherentemente para formar un telescopio equivalente de 16 m el espectrógrafo llegará a objetos extremadamente débiles.[2] [2] [3]

Sensibilidad[editar]

Por ejemplo (para las estrellas del tipo G2V):

  • Planetas rocosos alrededor de estrellas tan débiles como V ~ 9 (en el modo UT 1)
  • Planetas de la masa de Neptuno alrededor de estrellas tan débiles como V ~ 12 (en el modo de UT 4)
  • Planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas tan débiles como V ~ 9 (CODEX en el E-ELT) (2017)[4]

Estado[editar]

  • Calendario: Primera luz del telescopio: objetivo 2016
  • Aceptación Preliminar en Europa, octubre 2015
  • Revisión del Diseño Final, abril 2013
  • Revisión del Diseño Preliminar, noviembre de 2011
  • Reunión de lanzamiento, enero 2011
  • Fase A de la reunión de revisión de estudios, marzo de 2010

Objetivos científicos[editar]

Los principales científicos para ESPRESSO son:

  • La medición de las velocidades radiales de alta precisión de las estrellas del tipo solar para la búsqueda de planetas rocosos.
  • La medición de la variación de las constantes físicas.
  • El análisis de la composición química de las estrellas en las galaxias cercanas.

Estos casos científicos requieren de una espectrometría eficiente, de alta resolución, extremadamente estable y precisa.

Comparación entre EXPRESSO y CODEX[editar]

ESPRESSO CODEX
Telescopio VLT (8m) E-ELT (42m)
Alcance Planetas Rocosos Igual que la Tierra
Apertura del Cielo 1 arcsec 0.80 arcsec
R 150000 150000
λ Cobertura 350-730 nm 380-680 nm
λ Precisión 5 m/sec 1 m/sec
Estabilidad de RV < 10 cm/s < 2 cm/s
Modo de 4-VLT
(D=16m)
con RV=1m/sec

Ref:[4]

Velocidad radial tablas comparativas[editar]

Masa del
Planeta
Distancia
AU
Velocidad radial
Júpiter 1 28,4 m/s
Júpiter 5 12,7 m/s
Neptuno 0,1 4,8 m/s
Neptuno 1 1,5 m/s
Súper-Tierra (5 M⊕) 0,1 1,4 m/s
Súper-Tierra (5 M⊕) 1 0,45 m/s
Tierra 1 9 cm/s

Ref:[5]

Para las estrellas del tipo MK con planetas en la zona habitable[editar]

Masa
Estelar
(M☉)
Planeta
Masa (M⊕)
Lum.
(L0)
Tipo RHAB.
(AU)
Velocidad
radial
(cm/s)
Período
(días)
0,10 1,0 8e-4 M8 0,028 168 6
0,21 1,0 7.9e-3 M5 0.089 65 21
0,47 1,0 6.3e-2 M0 0,25 26 67
0,65 1,0 1.6e-1 K5 0,40 18 115
0,78 2,0 4.0e-1 K0 0,63 25 209

Ref:[6]

Planetas[7]
Planeta Tipo de Planeta
Semieje mayor
(UA)
Período Orbital
Velocidad radial
(m/s)
Detectable por:
51 Pegasi b Júpiter caliente 0.05 4.23 días 55.9[8] Espectrógrafo de primera generación.
55 Cancri d Gas gigante 5.77 14.29 años 45.2[9] Espectrógrafo de primera generación.
Júpiter Gas gigante 5.20 11.86 años 12.4[10] Espectrógrafo de primera generación.
Gliese 581 c Super-Tierra 0.07 12.92 días 3.18[11] Espectrógrafo de segunda generación.
Saturno Gas gigante 9.58 29.46 años 2.75 Espectrógrafo de segunda generación.
Alpha Centauri Bb Planeta terrestre 0.04 3.23 días 0.510[12] Espectrógrafo de segunda generación.
Neptuno Gigante de hielo 30.10 164.79 años 0.281 Espectrógrafo de tercera generación.
Tierra Planeta habitable 1.00 365.26 días 0.089 Espectrógrafo de tercera generación. (probablemente)
Plutón Planeta enano 39.26 246.04 años 0.00003 No detectable.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. a b «ESPRESSO - Searching for other Worlds». Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (16-10-2010).
  2. a b «ESPRESSO: the Echelle spectrograph for rocky exoplanets and stable spectroscopic observations». American Institute of Physics (07-2010). Consultado el 12-03-2013.
  3. «ESPRESSO: the Echelle spectrograph for rocky exoplanets and stable spectroscopic observations». ESO (07-2010). Consultado el 12-03-2013.
  4. a b «ESPRESSO and CODEX the next generation of RV planet hunters at ESO». Chinese Academy of Sciences (16-10-2010). Consultado el 16-10-2010.
  5. «ESPRESSO and CODEX the next generation of RV planet hunters at ESO». Academia China de las Ciencias (16-10-2010). Consultado el 16-10-2010.
  6. «An NIR laser frequency comb for high precision Doppler planet surveys». Academia China de las Ciencias (16-10-2010). Consultado el 16-10-2010.
  7. «ESPRESSO and CODEX the next generation of RV planet hunters at ESO». Chinese Academy of Sciences (16-10-2010). Consultado el 16-10-2010.
  8. «51 Peg b». Exoplanets Data Explorer.
  9. «55 Cnc d». Exoplanets Data Explorer.
  10. Endl, Michael. «The Doppler Method, or Radial Velocity Detection of Planets». University of Texas at Austin. Consultado el 26 de octubre de 2012.
  11. «GJ 581 c». Exoplanets Data Explorer.
  12. «alpha Cen B b». Exoplanets Data Explorer.