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ESPRESSO（岩石系外惑星および安定分光観測用エシェル分光器）[1]は、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡（VLT）に搭載された、第3世代の光ファイバー給電式、交差分散型エシェル分光器です。このユニットは、 2017年12月に1台のVLTで初観測され、2018年2月に4台のVLTユニットすべてで初観測されました。[2]
ESPRESSO は、CORAVEL、Elodie、Coralie、HARPSを含むエシェル分光計シリーズの後継機です。光スペクトルの変化を非常に高感度で測定し、視線速度法によって地球サイズの岩石質 太陽系外惑星の探索に使用されています。たとえば、地球は太陽に対して 9 cm/ sの視線速度変化を引き起こします。この重力による「揺れ」により、太陽光の色がわずかに変化します。これは人間の目には見えませんが、機器によって検出できます。[3]望遠鏡の光は、望遠鏡から 70 メートル離れた VLT Combined-Coude Laboratory にある機器に送られ、そこで VLT のユニット望遠鏡 4 台までの光を組み合わせることができます。
感度
ESPRESSO は、ESO のラ・シヤ天文台の 3.6 メートル望遠鏡に搭載された高精度視線速度惑星探査機 (HARPS)の基盤の上に構築されています。ESPRESSO は、4 台の 8.2 メートル VLT ユニット望遠鏡を組み合わせたはるかに大きな集光能力だけでなく、レーザー周波数コム技術によって可能になった安定性と較正精度の向上からも恩恵を受けています。要件は 10 cm/s に到達することですが、[5]目指すのは数 cm/s の精度レベルを達成することです。これは、ESO のHARPSなどの現在の視線速度分光器よりも大きな前進を意味します。HARPS 機器は 97 cm/s (3.5 km/h) の精度を達成でき、[6]実効精度は 30 cm/s 程度であり、[7]このような精度を持つ世界でもわずか 2 台の分光器のうちの 1 つとなっています。[要出典] ESPRESSO はこの能力を大幅に上回り、地上の機器から地球サイズの惑星の検出が可能になります。VLT での ESPRESSO の運用開始は 2017 年後半に開始されました。
この装置は、1-UTモード（望遠鏡の1つを使用）と4-UTモードで動作することができます。4-UTモードでは、4つの8m望遠鏡がすべて非干渉的に接続され、16m相当の望遠鏡を形成し、分光器は非常に暗い物体を検出します。[3] [8]
たとえば、G2Vタイプの星の場合:
- V ≈ 9 程度の暗い恒星の周りの岩石惑星 (1-UT モード)
- V ≈ 12 ほど暗い恒星の周りを回る海王星質量の惑星 (4-UT モード)
- V ≈ 9ほど暗い恒星の周りを回る地球サイズの岩石惑星（E-ELTのCODEX ）[9]
ESPRESSO に最も適した候補星は、非活動、非自転、静穏のG 型矮星から赤色矮星です。ESPRESSO は、スペクトル型がM4 型までの星に対して、その効率のピークで動作します。
楽器
ESPRESSOは、校正のためにレーザー周波数コム（LFC）を使用し、2つのTh Arランプをバックアップとして備えています。シングルHR、シングルUHR、マルチMRの3つの計測モードを備えています[定義が必要]。シングルHRモードでは、ESPRESSOは4つのUTのいずれかから電力を供給できます。[11]
状態
すべての設計作業は2013年4月までに完了し、その後プロジェクトの製造段階が開始されました。[1] ESPRESSOは2016年6月3日にテストされました。 [13] ESPRESSOの初光は2016年9月25日に観測され、その間に60 Sgr A星を含むさまざまな天体を発見しました。[14] [15]チリに輸送されVLTに設置された後、ESPRESSOは2017年11月27日に1-UTモードで初光を迎え、Tau Ceti星を観測しました。[16] [17] [18] 4-UTモードで最初に観測された星は2018年2月3日でした。[19] [20] [21]
ESPRESSOは1-UTモード（単一の望遠鏡を使用）で天文学コミュニティに公開されており、2018年10月24日から科学データを作成しています。静かな星では、一晩で25cm/sの視線速度精度をすでに実証しています。ただし、いくつかの問題があり、たとえば、光収集効率は予想および要求よりも約30％低かったです。そのため、効率の問題を引き起こしている部品の交換とその後の再テストを含むいくつかの微調整が、2019年4月に完全な4-UTモードが科学コミュニティに公開される前に、機器に対して行われることになりました。[22] [更新が必要] ESPRESSOの電荷結合素子コントローラー、デジタルイメージングハードウェアに問題が見つかり、微分非線形性の問題により、得られる解像度が以前懸念されていたよりも大幅に低下しました。問題の原因を突き止めたESOの検出器チームは現在、2019年6月現在、[アップデート]この一時的な障害を解消するために、関連ハードウェアの新バージョンの開発に取り組んでいる。[23]
2019年8月29日、ESPRESSO ETCは7月の技術ミッション後の送信ゲインを反映するように更新されました。このゲイン流入は、平均して、UHRモードとHRモードで約50％、MRモードで約40％でした。[24]
2020年4月6日現在、赤色の視線速度検出器は、少なくともごく短期間ではあるが、約10 cm/sの精度を達成しているが、青色の検出器はこれまでのところ約60 cm/sしか達成していない。[25]スペクトル範囲が限られており信頼性が低いため、レーザー周波数コム（LFC）は現在望遠鏡に統合されておらず、現時点では完全な波長較正は2つのバックアップThArランプに頼らざるを得ず、結果として得られる視線速度測定値は光子ノイズや恒星のジッターによって制限されるため、予想よりも精度が低くなる。[26] ESPRESSOのオペレーターと検出器チームは問題の特徴づけと修正に取り組んでおり、専用ミッションは2020年中に実施される予定である。[25]
2020年5月24日、A・スアレス・マスカレニョ率いる研究チームは太陽系外惑星プロキシマbの存在を確認し、その質量は地球の約1.17倍で、以前の推定値である1.3倍よりも小さいことを発見した。また、この惑星は恒星のハビタブルゾーンに位置しており、11.2日で周回すると示唆した。ESPRESSOは26cm/sの精度を達成し、HARPSで得られた精度の約3倍となった。また、データには惑星起源の可能性がある2つ目の信号も発見され、振幅はわずか40cm/sで周期は5.15日であった。[27] [28]
2020年8月28日、 COVID-19パンデミックによる5か月間の停止の後、今後数週間以内にパラナル天文台で最小限の科学運用を再開する予定であることが発表されました。[29] [30]
2021年6月11日現在、温度不安定性により青色クライオスタット検出器に問題が継続しており、大気拡散補正装置と機器の残りの部分との間の通信にも問題があり、これらの問題により、機器で達成可能な検出解像度が低下しています。[31]
2022年5月1日から5月16日の間に大規模な機器の点検が予定されており、機器は5月1日から5月23日頃まで停止します。点検後は、機器全体の性能と、特に青色検出器の視線速度安定性が向上することが期待されます。[32]
機器の介入の結果、青色クライオスタットの安定性は劇的に改善されました。しかし、機器の介入によって赤色および青色クライオスタット検出器からのクロス分散および分散方向の位置（x方向とy方向の両方）が変わったため、MR4x2モードおよび新しいHR4x2モードでは、異なるピクセルからのデータを組み合わせて焦点の合った画像を生成することが困難になりました。この問題は、新しいパイプラインバージョン、つまり今後のソフトウェアアップデートで修正される予定です。[33]
科学的目的
ESPRESSOの主な科学的目的は次のとおりです。[34] [35]
- 太陽型の恒星の視線速度を高精度に測定し、その恒星のハビタブルゾーンにある岩石惑星を探索します。
- 物理定数の変化の測定
- 近傍銀河の星の化学組成の分析。
コンソーシアム
ESPRESSO は、ヨーロッパ南天天文台(ESO) と 7 つの科学研究所からなるコンソーシアムによって開発されています。
- ポルト大学天体物理学センター（ポルトガル）
- リスボン大学科学学部、CAAUL & LOLS (ポルトガル)
- トリエステ天文台（イタリア）
- ブレラ天文台（イタリア）
- カナリアス天文学研究所(スペイン)
- ベルン大学物理学研究所（スイス）
- ジュネーブ大学（スイス）
- 天体物理学および宇宙科学研究所（ポルトガル）
主任研究者はフランチェスコ・ペペです。
エスプレッソ仕様
視線速度比較表
居住可能領域に惑星を持つMK型恒星
参照
ウィキメディア・コモンズには、 ESPRESSOに関連するメディアがあります。
参考文献
- ^ ab "ESO - エスプレッソ" . 2012 年 10 月 24 日に取得。
- ^ “ESPRESSO”. eso.org . 2024年4月8日閲覧。
- ^ ab 「ESPRESSO - 異世界を求めて」.ポルト大学天文学センター。 2010年10月16日。 2010 年 10 月 17 日にオリジナルからアーカイブされました。2010 年 10 月 16 日に取得。
- ^ 「次世代惑星ハンターESPRESSOの初観測」www.eso.org 。 2017年12月7日閲覧。
- ^ ペペ、F.モラロ、P.クリスティアーニ、S.レボロ、R.ノースカロライナ州サントス。デッカー、H.メジュヴァン、D.ゼルビ、FM;カブラル、A.他。 （2014年1月）。 「エスプレッソ: 次のヨーロッパ系外惑星ハンター」。天文学者。335 (1): 8-20。arXiv : 1401.5918。土井：10.1002/asna.201312004。S2CID 55957013。
- ^ 「太陽系外に32個の惑星を発見」CNN 2009年10月19日2010年5月4日閲覧。
- ^ “ESPRESSO – 異世界を求めて”.ポルト大学天文学センター。 2009 年 12 月 16 日。2010 年 10 月 17 日のオリジナルからアーカイブ。2010 年10 月 16 日に取得。
- ^ Pepe, Francesco A; Cristiani, Stefano; Rebolo Lopez, Rafael; Santos, Nuno C; et al. (2010 年 7 月). 「ESPRESSO: 岩石質太陽系外惑星と安定した分光観測のためのエシェル分光器」(PDF)。 McLean, Ian S; Ramsay, Suzanne K; Takami, Hideki (編)。Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy III。 Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy III. Vol. 7735. American Institute of Physics. p. 77350F. Bibcode :2010SPIE.7735E..0FP. doi :10.1117/12.857122 。2013 年 3 月 12 日閲覧。
- ^ abcd 「ESPRESSOとCODEX、ESOの次世代RV惑星ハンター」（PPT -9.5MB）。中国科学院。2010年10月16日。2011年7月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年4月29日閲覧。
（PDF版）、ミュンヘン・ルートヴィヒ・マクシミリアン大学より
- ^ 「ESOのVLTが初めて16メートル望遠鏡として稼働 - ESPRESSO機器が4つのユニット望遠鏡すべてで初観測を達成」www.eso.org 。 2018年2月13日閲覧。
- ^ ペペ、F.モラロ、P.クリスティアーニ、S.レボロ、R.ノースカロライナ州サントス。デッカー、H.メジュヴァン、D.ゼルビ、FM;カブラル、A.ディ・マルカントニオ、P.アブレウ、M.アフォルター、M.アリバーティ、M.アジェンデ・プリエト、C.アマテ、M.アビラ、G.バルディーニ、V.ブリストー、P.ブローグ、C.チラミ、R.コエリョ、J.コンコーニ、P.コレッティ、I。クパニ、G.ドドリコ、V.デカプリオ、V.デラブレ、B.ドーン、R.フィゲイラ、P.他。 （2014年）。 「エスプレッソ: 次のヨーロッパ系外惑星ハンター」。arXiv : 1401.5918 [astro-ph.IM].
- ^ 「ESO、新型惑星探査機用カメラの契約を締結」ESO発表。 2013年8月8日閲覧。
- ^ “ESPRESSO first laboratory light | espresso”. 2017年8月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年7月8日閲覧。
- ^ 「ESPRESSO がトンネルの出口に光を見る - VLT に新しい高解像度分光器を追加する最初の大きな一歩」www.eso.org。
- ^ ラメラ、マッシモ (2016 年 10 月 17 日)。 「エスプレッソ ヴェデ ラ ルーチェ イン フォンド アル "トンネル"」。
- ^ 「ESPRESSO 惑星ハンターがチリへ向かう」www.eso.org。
- ^ 「次世代惑星探査機ESPRESSOの初観測」phys.org。
- ^ Vonarburg, Barbara (2017-12-07). 「ESPRESSO の初観測」。NCCR PlanetS。国立研究能力センター PlanetS。2018-11-07閲覧。最初
の観測は、くじら座タウ星に対するものでした。これは VLT の UT1 を使用して行われ、4 つの統合望遠鏡による観測は後で行われます。
- ^ 「ESO の VLT が初めて 16 メートル望遠鏡として動作 - ESPRESSO 機器が 4 つのユニット望遠鏡すべてで初観測を達成」www.eso.org。
- ^ Bratschi, Pierre (2018-02-14). 「ESPRESSO: VLT の 4 UT で初観測」。NCCR PlanetS。国立研究能力センター PlanetS。2018-11-07に取得。...
VLT 8.2 メートルユニット望遠鏡 4 台 (4UT モード) を使用した ESPRESSO の初観測は、2018 年 2 月 3 日土曜日に行われました... ESPRESSO が 4UT モードで観測した星は、いわゆるペペ星でした。
- ^ 岩石系外惑星と安定した分光観測のためのエシェル分光器 Archived 2017-09-04 at the Wayback Machine、ESO
- ^ Barbara, Vonarburg (2018-11-28). 「Fine-tuning Espresso」. NCCR PlanetS . National Centre of Competence in Research PlanetS . 2018-12-28閲覧。
ESPRESSO は天文学コミュニティに公開され、2018 年 10 月 24 日にようやく運用を開始しました。
- ^ 「ESPRESSO ニュースとプレスリリース」。ヨーロッパ南天天文台。2019 年 6 月 5 日。2019年 6 月 21 日閲覧。ESPRESSO
CCD コントローラーの問題が最近特定されました。
- ^ 「ESO - ニュース」www.eso.org . 2019年11月12日閲覧。
- ^ ab "ESO - ニュース". www.eso.org . 2020年4月11日閲覧。
- ^ Pepe, F.; et al. (2021). 「ESPRESSO at VLT」. Astronomy & Astrophysics . 645 : A96. arXiv : 2010.00316v1 . doi :10.1051/0004-6361/202038306. S2CID 228854234.
レーザー周波数コム (LFC) も利用可能であり、ThAr ランプと Fabry-Pérot の両方を置き換えるはずでしたが (Pasquini& Hubin 2018; Frank et al. 2018; Huke et al. 2018)、信頼性の欠如とスペクトル範囲の制限により、現在は運用スキームに統合されていません...この状況により、10 cm s
−1
レベルでの RV 再現性を何年にもわたって保証する ESPRESSO の能力が損なわれる可能性があります。
- ^ スアレス・マスカレーニョ、A.;ファリア、日本。フィゲイラ、P.ロヴィス、Ｃ．ダマソ、M.ゴンサレス・エルナンデス、ジリビア;レボロ、R.クリスティアーノ、S.ペペ、F.ノースカロライナ州サントス。サパテロ・オソリオ氏、MR;アディベキアン、V.ホジャトパナ、S.ソゼッティ、A.ムルガス、F.アブレオ、M.アフォルター、M.アリバート、Y.アリバーティ、M.アラート、R.アジェンデ・プリエト、C.アルベス、D.アマテ、M.アビラ、G.バルディーニ、V.バンディ、T.サウスカロライナ州バロス。ビアンコ、A.ベンツ、W.他。 （2020年）。 「ESPRESSOでプロキシマを再訪」。天文学と天体物理学. 639 : A77. arXiv : 2005.12114 . Bibcode :2020A&A...639A..77S. doi :10.1051/0004-6361/202037745. S2CID 218869742.
- ^ ESPRESSO で Proxima を再訪
- ^ 「パラナル、APEX、ラ・シヤで最小限の科学観測が再開される」www.eso.org . 2020年9月7日閲覧。
- ^ “ann20010 — ESO における COVID-19 コロナウイルス対策の発表” . 2020-09-07に取得。
- ^ 「ESO - ニュース」www.eso.org . 2022年4月22日閲覧。詳細な説明
- ^ 「ESO - ニュース」www.eso.org . 2022年4月22日閲覧。
- ^ 「ESO - ニュース」www.eso.org . 2023年1月28日閲覧。詳細な説明
- ^ ESPRESSO - A VLT Project、Wayback Machineで 2016-09-25 にアーカイブ。2017 年 10 月 12 日にアクセス。
- ^ ab ESPRESSO ベースライン仕様。ヨーロッパ南天天文台 (ESO)。アクセス日: 2017 年 10 月 12 日
- ^ ESPRESSO 2017年9月4日アーカイブ、Wayback Machineにて。ESO。
- ^ Pepe, F; Molaro, P; Cristiani, S; Rebolo, R; et al. (2014). 「ESPRESSO: 次なるヨーロッパの太陽系外惑星ハンター」. arXiv : 1401.5918v1 [astro-ph.IM].
- ^ 「地球に最も近い恒星系で惑星が発見される」。ヨーロッパ南天天文台。2012年10月16日。 2012年10月17日閲覧。
- ^ Demory, Brice-Olivier; Ehrenreich, David; Queloz, Didier; Seager, Sara; et al. (2015年3月25日). 「ハッブル宇宙望遠鏡による地球質量の太陽系外惑星アルファケンタウリBbの通過探査」. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 450 (2): 2043–2051. arXiv : 1503.07528 . Bibcode :2015MNRAS.450.2043D. doi : 10.1093/mnras/stv673 . S2CID 119162954.
- ^ 「51 Peg b」。太陽系外惑星データエクスプローラー。
- ^ 「55 Cnc d」。太陽系外惑星データエクスプローラー。
- ^ Endl, Michael. 「ドップラー法、または惑星の視線速度検出」（.ppt）。テキサス大学オースティン校。 2020年10月6日閲覧。(pdf版)
- ^ 「GJ 581 c」。太陽系外惑星データエクスプローラー。
- ^ 「プロキシマ・ケンタッキーb」。太陽系外惑星百科事典。2024年。
- ^ 「高精度ドップラー惑星探査のためのNIRレーザー周波数コム」。中国科学院。2010年10月16日。 2010年10月16日閲覧。[リンク切れ ]
- ^ Osterman, S; Diddams, S; Quinlan, F; Bally, J; Ge, J; Ycas, G (2010). 「高精度ドップラー惑星探査のための近赤外線レーザー周波数コム」. EPJ Web of Conferences . 16 : 02002. arXiv : 1003.0136 . Bibcode :2011EPJWC..1602002O. doi :10.1051/epjconf/20111602002. S2CID 52026520.
外部リンク
- ウィキメディア・コモンズのESPRESSO関連メディア
- eso.org の ESPRESSO
- unige.ch の ESPRESSO は、Wayback Machineで 2016-09-25 にアーカイブされています。
- ペペ、F.モラロ、P.クリスティアーニ、S.レボロ、R.ノースカロライナ州サントス。デッカー、H.メジュヴァン、D.ゼルビ、FM;カブラル、A.ディ・マルカントニオ、P.アブレウ、M.アフォルター、M.アリバーティ、M.アジェンデ・プリエト、C.アマテ、M.アビラ、G.バルディーニ、V.ブリストー、P.ブローグ、C.チラミ、R.コエリョ、J.コンコーニ、P.コレッティ、I。クパニ、G.ドドリコ、V.デカプリオ、V.デラブレ、B.ドーン、R.フィゲイラ、P.他。 （2014年）。 「エスプレッソ: 次のヨーロッパ系外惑星ハンター」。arXiv : 1401.5918 [astro-ph.IM].