Ricercatore di pianeti a velocità radiale ad alta precisione

Fine Maggio 2015, le fibre a sezione circolare che trasportano la luce in HARPS sono sostituite da fibre a sezione ottagonale di dimensioni equivalenti, più recenti. Queste nuove fibre devono in particolare permettere di avere un'illuminazione più omogenea e quindi di ridurre l'effetto di un leggero decentramento.

Per effettuare questa sostituzione è stato necessario aprire il serbatoio del vuoto contenente lo spettrografo; questa apertura è la prima dall'entrata in servizio di HARPS. In questa occasione la messa a fuoco è stata riadattata in modo da eliminare la leggera sfocatura sulle immagini (che si riflette in particolare da un allargamento delle linee ) che si era manifestata nel tempo a causa di una leggera deriva.

Missioni

HARPS è uno spettrografo  ; il suo ruolo è quindi quello di eseguire la spettroscopia . Gli spettri ottenuti utilizzando HARPS vengono utilizzati principalmente per la ricerca di pianeti con il metodo della velocità radiale . In tal modo, viene utilizzata solo una piccola parte delle informazioni contenute nello spettro: solo lo spostamento Doppler di questo spettro. Tuttavia, molte altre informazioni possono essere estratte da questi spettri, informazioni riguardanti la stella osservata ma anche alcune proprietà dei pianeti che orbitano intorno: velocità di rotazione della stella per esempio (allargamento delle linee); composizione chimica dell'atmosfera (durante un transito ) o temperatura di alcuni pianeti, ad esempio. Inoltre, HARPS viene utilizzato anche per l' asterosismologia .

Prestazione

Per una stella di tipo spettrale G2 V (stella di tipo solare ) di magnitudine apparente 6 nel visibile , HARPS consente di ottenere un rapporto segnale / rumore di 110 per pixel ad una lunghezza d' onda di 550  nanometri ( verde ) in 1 minuto di integrazione (valore per un seeing di 1  secondo d'arco e una massa d' aria di 1.2). Utilizzando il metodo di riferimento torio simultaneo , questo rapporto segnale-rumore consente di determinare velocità radiali con un rumore quantistico di circa 0,90 metri al secondo. Tenendo conto delle incertezze dovute alla guida , alla messa a fuoco e allo strumento stesso, HARPS raggiunge una precisione complessiva di circa 1 metro al secondo in radice quadrata media per stelle più fredde di quelle di tipo spettrale. G e per stelle a rotazione lenta ( v sin ( i ) <2 km / s ).

Nel 2014, HARPS resta quindi lo spettrografo più sensibile al mondo destinato alla ricerca di pianeti: permette di rilevare ampiezze di variazioni di velocità dell'ordine di 1 metro al secondo. Anche la sua stabilità a lungo termine è di questo ordine di grandezza.

In concreto, attorno ad una stella di tipo solare, questo spettrografo permette di rilevare un pianeta della massa della Terra con un periodo di pochi giorni (ad esempio Alpha Centauri Bb , la cui massa minima supera solo del 10% la massa del Terra e il cui periodo di rivoluzione è di 4 giorni, o metà dell'ampiezza del movimento della sua stella di soli 0,51 metri al secondo), un pianeta dieci volte più massiccio fino a circa 2000 giorni (~ 6 anni) di periodo / 4 unità astronomiche di distanza e potrebbe trovare un pianeta venti volte più massiccio fino a circa 5.000 giorni (~ 15 anni) / 6 unità astronomiche. Pianeti più massicci potrebbero essere trovati anche più lontano (la sensibilità di HARPS corrisponde a un Giove a ~ 90 anni di periodo / 20  au distanza); tuttavia, è allora l' intervallo di tempo coperto che diventa limitativo, che attualmente è di dodici anni per HARPS. Per gli oggetti con un periodo notevolmente più ampio, è possibile rilevare solo una tendenza. Pertanto, finora sono stati rilevati pochi pianeti con un periodo superiore a dieci anni, spesso con incertezze significative o solo stime minime su massa e periodo.

Storia delle scoperte fatte grazie ad HARPS

In dodici anni, dal 2003, HARPS ha permesso di scoprire più di cento pianeti, di confermarne alcuni altri ma anche di mettere in dubbio l'esistenza di alcuni oggetti annunciati da altre squadre.

HARPS ha permesso di scoprire, tra l'altro Agosto 2004, μ Arae c , la prima super-Terra  ; nelMaggio 2006, HD 69830 b , HD 69830 c e HD 69830 d , la tripletta di pianeti di massa nettuniani soprannominato il “Tridente di Nettuno”; nelaprile 2007, Gliese 581 d , la prima super-Terra situata nella zona abitabile di una piccola stella; nelaprile 2009, Gliese 581st , gli esopianeti più leggeri mai rilevati finora attorno a una stella normale (1,7 masse terrestri); nelottobre 2012, α Centauri Bb , l'esopianeta più vicino alla Terra (4,37 anni luce), ora della massa minima più bassa rilevata dalla velocità radiale (appena il 10% maggiore della massa della Terra), e corrispondente al segnale planetario più debole mai rilevato dal radiale metodo della velocità (51 centimetri al secondo di mezza ampiezza).

HARPS ha permesso di confermare, tra l'altro, settembre 2009, la natura del pianeta terrestre di CoRoT-7 b .

Nel aprile 2015, 51 Pegasi b , il primo esopianeta scoperto attorno a una stella nella sequenza principale e prototipo di Giove caldo , diventa, grazie ad HARPS, il primo esopianeta il cui spettro di luce visibile riflessa è stato rilevato direttamente.

Nel luglio 2017, un pianeta terrestre, Ross 128 b , viene scoperto intorno a Ross 128 . Situato nella zona di abitabilità, è il secondo esopianeta più vicino al Sistema Solare dopo Proxima b.

HELIOS: osservazione del sole con HARPS

HELIOS, HARPS Experiment for Light Integrated Over the Sun , è un telescopio solare utilizzato per alimentare lo spettrografo HARPS .

Note e riferimenti

Appunti

1. Lo spettrografo ESPRESSO , previsto per il 2016 e che sarà installato sul Very Large Telescope , dovrebbe diventare lo strumento più preciso una volta installato:
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Riferimenti

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Bibliografia

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Vedi anche

Articoli Correlati

• CORALIE , ELODIE , SOPHIE
• ARPE-N
• CAFFÈ ESPRESSO

link esterno

• (it) Sito ufficiale
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