ann12037-uk — Сповіщення

Удостоєна Нобелівської премії лазерна технологія допомагає знаходити схожі на Землю планети

30 травня 2012 р.

Це нова технологія лазерних частотних гребінок (eso0826) [1], котру випробували із HARPS [2] - шукачем планет, встановленим на 3.6 м телескопі ESO в обсерваторії Ла Сілла (Чилі). Частотні гребінки надаються джерелами світла надзвичайної постійності і мають потенціал, щоб дозволити HARPS та подібним приладам проводити більш точні вимірювання, ніж це можливо зараз [3]. Даний новий метод обіцяє стати революційним інструментом для астрономічного співтовариства, котрий допоможе астрономам знаходити планети земного типу в "зонах життя" навколо сусідніх зірок. Результати буде представлено у статті, котра з'явиться у номері журналу Nature за 31 травня 2012.

Група вчених із Європейської Південної Обсерваторії, Інституту Квантової Оптики ім. Макса Планка (MPQ, Гархінг, Німеччина) та Інституту Астрофізики на Канарах (IAC, Тенеріфе, Іспанія), під керівництвом дослідника із MPQ Тобіаса Вількена використовували лазерну частотну гребінку для проведення пробних спостережень із HARPS. Під час цього було виявлено, що досяжна точність вимірювань поліпшилась принаймні в чотири рази у порівнянні із попередніми вимірюваннями за допомогою технік на лампах із порожнистим катодом.

Застосувавши дану техніку вперше із HARPS, науковці відобразили орбіту відомої планети, що обертається навколо зорі HD75289. Ці вимірювання узгоджуються із раніше отриманими результатами, показуючи силу даного інструменту для використання в наступному поколінні спектрографів.

Випробувана частотна гребінка є прототипом системи, яка в даний час розробляється спільно ESO, MPQ, Menlo Systems GmbH (Germany), IAC і Федеральним Університетом Ріо-Гранде-до-Норте (Бразилія). В найближчому майбутньому її буде встановлено в HARPS для робочого використання.

Кілька нових галузей сучасних астрономічних досліджень отримають вигоду від цієї новаторської техніки, яка найбільш важлива для виявлення планет земного типу. Одним з найбільш успішних методів пошуку планет навколо інших зірок є вимірювання впливу планети на рух зорі, про що свідчать крихітні зміщення спектральних ліній материнської зорі через ефект Доплера [4]. Такі зміни вимірюються по відношенню до джерела світла, котре повинне бути надзвичайно стійким. Лазерна частотна гребінка пропонує джерело, котре значно стійкіше, ніж будь-які доступні раніше. Це означає, що повинні бути досяжні вимірювання швидкостей до рівня всього лише кілька сантиметрів на секунду.

Якщо спостерігачі десь в Галактиці захотіли б виявити присутність Землі, як вона обертається навколо Сонця, вони повинні були б виміряти коливання Сонця вперед і назад протягом одного року на обладнанні, котре повинне бути досить чутливим, щоб вловити швидкість зміни із амплітудою всього 9 сантиметрів на секунду. Це означає, що застосування частотних гребінок у техніках вимірювання радіальної швидкості зробить можливим відкриття планет із масою Землі в "зонах життя" навколо сусідніх зірок. Такі планети є одними із найкращих кандидатів на зародження життя за межами Сонячної системи.

Зазираючи в майбутнє, коли стане доступним нове покоління наземних телескопів, таких як Європейський Надзвичайно Великий Телескоп (E-ELT), лазерні частотні гребінки стануть важливим інструментом для проведення прямого вимірювання прискорення розширення Всесвіту .

Примітки

[1] Лазерна Частотна Гребінка є когерентним джерелом світла, що випромінюється вузькими спектральними лініями, різниці частот котрих точно рівні по всій довжині гребінцевого спектру. Вони є точними і стабільними, як і атомний годинник, по якому вони стабілізувалися. Перші частотні гребінки були незалежно розроблені групами T.В. Хьонша в Інституті Квантової Оптики ім. Макса Планка та Дж. Холла в Національному інституті Стандартів та Технологій США. Це дало можливість із безпрецедентною точністю вимірювати переходи в атомних і молекулярних системах. На знак визнання даного досягнення, T.В. Хьонш і Дж. Холл в 2005 році були удостоєні половини Нобелівської премії з фізики, друга половина якої була присуджена Р. Дж. Глауберу.

[2] HARPS - High Accuracy Radial velocity Planet Searcher.

[3] Спектр лазерної частотної гребінки, введений в спектрограф типу HARPS, виглядає як набір рівновіддалених ліній рівної інтенсивності випромінювання, на відміну від широко використовуваних ламп із порожнистим катодом, де лінії визначаються атомними переходами і відстані між ними та їх інтенсивності не регульовані.

[4] Ефект Доплера полягає у зміні частоти хвилі для спостерігача, що рухається відносно джерела хвилі. Астрономічний спектр складається із численних спектральних ліній різних хімічних елементів із чітко визначеними частотами. Ефект Доплера проявляється в тому, що ці лінії не завжди на тих частотах, на котрих виходять із спектру стаціонарного джерела світла. Використовуючи дану техніку, можна реконструювати орбіти екзопланет навколо далекої зорі.

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Gaspare Lo Curto
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6346
Email: glocurto@eso.org

Tobias Wilken
Max Planck Institute of Quantum Optics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 32905 285
Email: tobias.wilken@mpq.mpg.de

Про сповіщення

ID:ann12037

Зображення

The laser frequency comb in action
The laser frequency comb in action
тільки на англійській