Установлена йодная ячейка на спектрограф ESPRESSO для сверхточного поиска экзопланет

Европейская южная обсерватория (ESO) сообщила о завершении установки и вводе в эксплуатацию йодной абсорбционной ячейки для спектрографа ESPRESSO. Устройство предназначено для повышения точности измерения лучевых скоростей звёзд при поиске экзопланет методом Доплера.

Спектрограф ESPRESSO установлен на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили. Прибор способен регистрировать изменения скорости звезды с точностью до метра в секунду, но для обнаружения планет земного типа требуется ещё более высокая точность. Йодная ячейка поможет достичь погрешности менее 10 см/с.

Конструкция ячейки была разработана и изготовлена в 2022 году. Калибровка проводилась в лаборатории атомной спектроскопии NIST в начале 2023 года. Установка на телескоп состоялась в мае 2023 года во время вечерних и утренних сумерек на инструменте VLT-UT2.

В ходе тестовой эксплуатации были проведены наблюдения пяти карликовых звёзд главной последовательности спектральных классов от G до раннего K. Каждая звезда наблюдалась в течение 4–6 ночей, общий период наблюдений составил десять ночей.

Традиционно в спектрографах высокого разрешения используются два подхода: либо установка йодной ячейки, которая накладывает опорный спектр на свет звезды, либо суперстабилизированные системы с вакуумными камерами и двумя оптоволокнами. ESPRESSO станет первым инструментом, который объединит оба метода в одном приборе.

Создатели устройства отмечают, что комбинация двух техник позволит использовать преимущества каждой: йодная ячейка даёт прямую калибровку длины волны и учёт аппаратной функции, а суперстабилизация минимизирует температурные и механические дрейфы. Ожидается, что совместное применение методов обеспечит долговременную стабильность измерений на уровне ниже 10 см/с.

Разработка ячейки велась под руководством учёных из нескольких европейских институтов. Результаты калибровки и первых наблюдений опубликованы в репозитории arXiv.