Superempfindliches Exoplaneten-Jagdinstrument erfasst seine ersten Lichtdaten

Eskere Guru

Astronomen werden bald ein neues Werkzeug für die Jagd auf Exoplaneten haben, da das Instrument Keck Planet Finder (KPF) des WM Keck Observatory kürzlich seine ersten Beobachtungen machte. Die „First Light“-Beobachtungen von KPF erfassten Daten von Jupiter und demonstrierten, wie das Instrument in Zukunft Planeten außerhalb unseres Sonnensystems erkennen kann.

Das neue Instrument befindet sich auf Maunakea auf Hawaii und erkennt Exoplaneten mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode . Dies funktioniert, indem man einen Stern beobachtet und nach einem leichten Wackeln sucht, das durch die Schwerkraft von Planeten verursacht wird, die ihn umkreisen. Dieses Wackeln verändert das vom Stern kommende Licht nur geringfügig, so dass die Eigenschaften des Planeten ermittelt werden können. Das Instrument misst Spektren oder die Wellenlängen des Lichts, das von einem Stern kommt, wobei massereichere Planeten größere Schwankungen erzeugen.

Der Keck Planet Finder erreichte am 9. November 2022 das erste Licht, nachdem er ein Spektrum von Jupiter aufgenommen hatte.
Der Keck Planet Finder erreichte am 9. November 2022 das erste Licht, nachdem er ein Spektrum von Jupiter aufgenommen hatte. WM-Keck-Observatorium/Caltech/KPF-Team

Das Spektrum von Jupiter wurde am Mittwoch, dem 9. November, aufgenommen, gefolgt von einem Spektrum eines Sterns namens 51 Pegasi, von dem bekannt ist, dass er einen Planeten namens 51 Pegasus b beherbergt. „Das erste astronomische Spektrum von KPF zu sehen, war eine bewegende Erfahrung“, sagte Andrew Howard, der KPF-Hauptforscher und Professor für Astronomie am Caltech, in einer Erklärung . „Ich freue mich darauf, das Instrument zu verwenden, um die große Vielfalt von Exoplaneten zu studieren und die Geheimnisse ihrer Entstehung und Entwicklung zu ihrem gegenwärtigen Zustand zu lüften.“

Diese Methode zur Suche nach Exoplaneten eignet sich besonders gut, um größere Planeten zu entdecken, die nahe um ihre Sterne kreisen, und ermöglicht so den Blick auf Exoplaneten in der bewohnbaren Zone kleinerer, kühlerer Sterne.

„Sterne, die kühler als unsere Sonne sind, haben bewohnbare Zonen, die näher am Stern liegen“, sagte Howard. „Jeder erdähnliche Planet in dieser Zone würde sich wie ein Lagerfeuer dicht an seine Sterne drängen. Wir werden KPF weiter abstimmen und verfeinern, um noch schwächere Wobbles zu erkennen, mit dem Ziel, schließlich die Empfindlichkeit zu haben, um Planeten mit der Masse der Erde zu erkennen, die Sterne wie unsere Sonne umkreisen, die wahren Analoga der Erde.“

James Chong, Infrastrukturtechniker am Keck-Observatorium, hilft beim heiklen Anheben der Zerodur-Optikbank in den Keller des Observatoriums, wo sich das Instrument befindet.
James Chong, Infrastrukturtechniker am Keck-Observatorium, hilft beim heiklen Anheben der Zerodur-Optikbank in den Keller des Observatoriums, wo sich das Instrument befindet. WM-Keck-Observatorium

KPF wird diese sehr leichten Schwankungen aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit erkennen können, die in der Lage ist, Bewegungen von Sternen mit einer Geschwindigkeit von nur 30 Zentimetern pro Sekunde zu erkennen. Das Spektrometer wurde aus einem Glaskeramik-Hybridmaterial namens Zerodur gebaut, das seine Form auch bei Temperaturänderungen konstant halten kann, was es hochempfindlich macht, da es Verformungen aufgrund von Temperaturen vermeidet. „Das Material, das in riesigen Platten geliefert wird, ist sehr zerbrechlich und schwer zu bearbeiten, aber das macht KPF so empfindlich gegenüber kleineren Planeten“, sagte Howard.

Das Instrument befindet sich nun in der Inbetriebnahmephase und wird im nächsten Jahr mit der Forschungsarbeit beginnen.