Primera luz de PoET: un rayo de luz (solar) que ilumina la investigación en exoplanetas

  El telescopio principal de PoET (Crédito: ESO)

El Telescopio Solar ESPRESSO de Paranal (PoET, por sus siglas en inglés), instalado en el Observatorio Paranal de ESO (Observatorio Europeo Austral), en Chile, ha realizado sus primeras observaciones. El telescopio trabajará con el instrumento ESPRESSO de ESO para estudiar el Sol en detalle. Descrito como un telescopio solar para cazadores de planetas, PoET pretende entender cómo la variación de la luz de estrellas como el Sol puede enmascarar la presencia de planetas que las orbitan, ayudándonos en nuestra búsqueda de mundos fuera del Sistema Solar.

"Uno de los mayores retos para la detección de otras tierras que orbitan a otros soles es el 'ruido' astrofísico que proviene de las estrellas anfitrionas", explica Nuno Santos, investigador principal de PoET, con sede en el Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio ([IA]) y en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oporto, ambos en Portugal. "Las observaciones de PoET podrían ser clave para el descubrimiento y caracterización de exoplanetas, que actualmente pueden estar ocultos por el ruido."

Los exoplanetas —mundos fuera de nuestro Sistema Solar— se detectan y estudian principalmente observando la luz de su estrella anfitriona, a menudo detectando pequeños cambios en el espectro de la estrella (la luz dividida en los colores o frecuencias que la componen). Pero la actividad estelar puede producir señales que apagan, o incluso imitan, las que se esperan de un planeta en órbita. Al igual que las manchas solares alteran la luz solar, la actividad superficial en otras estrellas distorsiona su espectro de una manera que puede medirse, como 'ruido', con la instrumentación actual de búsqueda de exoplanetas. Pero eliminar este ruido de los espectros de estrellas distantes es un reto, porque no entendemos en detalle cómo la actividad estelar cambia la luz que observamos. La solución: aprender de nuestra estrella más cercana, el Sol.

El diseño de PoET lo hace especialmente capaz de usar el Sol para comprender los espectros de estrellas lejanas. Dispone de un telescopio, con un espejo de 60 centímetros de diámetro, que recoge luz de áreas específicas del Sol, como manchas solares individuales, sondeando las firmas de actividad estelar. PoET también incluye un telescopio más pequeño que recoge luz de toda la superficie visible del Sol (el disco solar).

"Seremos capaces de analizar áreas muy específicas del Sol, con una resolución muy alta, de una manera nunca antes llevada a cabo", afirma Alexandre Cabral, coinvestigador principal de PoET e investigador en el IA y la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa (Portugal). Observando simultáneamente tanto el disco solar como las características individuales de la superficie, la comunidad astronómica puede determinar exactamente cómo la actividad estelar cambia el espectro solar. Esto puede usarse como guía para eliminar con precisión el "ruido" de estrellas distantes que puedan albergar exoplanetas.

Para asegurar que el Sol pueda compararse con estrellas distantes de su mismo tipo, el equipo necesitaba un instrumento preciso diseñado para la investigación de exoplanetas. "ESPRESSO es el instrumento más puntero de su campo, así que la elección era obvia", declara Santos. Debido a que ESPRESSO es un espectrógrafo extremadamente preciso y de alta resolución, es capaz de detectar pequeños cambios en los espectros de las estrellas, normalmente para localizar o caracterizar los planetas que las orbitan. Aunque se trata de un instrumento para detectar exoplanetas instalado en el Very Large Telescope (VLT) de ESO (utilizado para apuntar hacia estrellas distantes durante la noche), ahora también se utilizará con PoET durante el día para analizar espectros solares.

"Es una gran ventaja que ESPRESSO funcione así. Al cambiar del VLT por la noche al PoET durante el día, maximizamos el uso de este instrumento para ayudarnos a encontrar y caracterizar exoplanetas", indica Alain Smette, astrónomo del personal de operaciones del VLT y contacto de POET en ESO. "Gracias a la ubicación excepcional del Observatorio Paranal, se espera que el número de días disponibles en los que las condiciones meteorológicas sean adecuadas para observaciones del Sol sea muy similar al de las observaciones nocturnas."

PoET completó con éxito sus observaciones de prueba, un proceso conocido como primera luz, a principios de abril en el Observatorio Paranal de ESO, en el desierto de Atacama, en Chile. Las primeras observaciones muestran que el sistema funciona dentro de los requerimientos y es capaz de adquirir espectros tanto de todo el disco solar como de áreas específicas del mismo. Durante las próximas semanas, el equipo probará y optimizará el sistema antes de comenzar las observaciones científicas.

PoET fue diseñado y desarrollado en Portugal, con fondos del Consejo Europeo de Investigación [1], y un equipo de 12 investigadores e investigadoras portugueses estuvo presente en la instalación y pruebas del telescopio solar. Algunos componentes de PoET, incluido el telescopio principal, fueron construidos en Italia, mientras que la cúpula del telescopio fue construida por una empresa chilena.

Actualmente, el proyecto se gestiona remotamente desde el Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto (Portugal). Los datos de PoET analizados por ESPRESSO estarán disponibles para otros científicos a través del Archivo Científico de ESO.

Notas

[1] El telescopio PoET está financiado por la Unión Europea (ERC, FIERCE, 101052347).

El telescopio principal de PoET

PoET, (siglas de Paranal solar ESPRESSO Telescope, telescopio solar ESPRESSO de Paranal), recogerá la luz solar y la redirigirá al instrumento ESPRESSO de ESO, que obtendrá espectros muy detallados tanto de todo el Sol como de regiones específicas, como las manchas solares. Estas observaciones serán clave para entender el 'ruido' que características similares en otras estrellas introducen en observaciones destinadas a detectar exoplanetas a su alrededor.

El telescopio principal de PoET, que se ve aquí mientras lo mueven dentro de su cúpula, tiene un espejo de 60 cm. PoET también dispone de un segundo telescopio más pequeño que recoge la luz de todo el disco solar.

Crédito:

ESO

La montura del telescopio PoET

Aquí vemos la montura que sostendrá al telescopio principal de PoET bajando dentro de su cúpula (la estructura blanca que hay tras el camión). Esta montura permitirá al telescopio apuntar al Sol y seguirlo mientras se desplaza por el cielo. Al fondo pueden verse las cúpulas de tres de las cuatro Unidades de Telescopio que conforman el VLT (Very Large Telecsope) de ESO.

PoET (siglas de Paranal solar ESPRESSO Telescope, telescopio solar ESPRESSO de Paranal) es un proyecto alojado en el Observatorio Paranal de la ESO, en el norte de Chile.

Crédito:

ESO

La celda del espejo del telescopio principal de PoET

Esta celda contiene el espejo de 60 cm del telescopio principal de PoET, que recogerá la luz solar de regiones específicas del disco solar.

PoET (siglas de Paranal solar ESPRESSO Telescope, telescopio solar ESPRESSO de Paranal) es un proyecto alojado en el Observatorio Paranal de la ESO, en el norte de Chile.

Crédito:

ESO

El telescopio PoET apuntando al Sol

Aquí vemos al Telescopio PoET (siglas de Paranal solar ESPRESSO Telescope, telescopio solar ESPRESSO de Paranal) apuntando al Sol. El telescopio principal tiene un espejo de 60 cm que recoge la luz de pequeñas regiones del disco solar y la redirige mediante fibras ópticas al espectrógrafo ESPRESSO de ESO, situado en un edificio cercano. Luego, ESPRESSO divide esta luz solar en sus colores constituyentes con gran detalle.

La caja gris que se ve sobre el tubo principal contiene un telescopio más pequeño con una lente de 6 cm. Este telescopio de menor tamaño recogerá luz de todo el disco solar y la redirigirá hacia ESPRESSO. Un tercer telescopio más pequeño, con una lente de 5 cm, también ubicado dentro de esta caja, tomará imágenes del disco solar. La caja también contiene un dispositivo para medir la turbulencia causada por la atmósfera terrestre.

Crédito:

A. Cabral/IA

La cúpula de PoET

Esta estructura blanca, similar a una cabaña, es la cúpula de PoET (siglas de Paranal solar ESPRESSO Telescope, telescopio solar ESPRESSO de Paranal). Su techo se abre deslizándose a lo largo de los raíles, permitiendo que el telescopio apunte hacia el Sol. La luz solar que recoge se redirige mediante fibras ópticas al instrumento ESPRESSO de ESO, situado en el edificio bajo que hay detrás de la cabaña. ESPRESSO es un espectrógrafo de alta resolución, normalmente alimentado con luz de estrellas distantes recogidas por una o varias de las unidades de 8 m del Very Large Telescope (VLT) de ESO, alojadas dentro de las cúpulas grises que se ven al fondo. PoET, por otro lado, alimentará a ESPRESSO con luz solar, permitiendo a la comunidad astronómica estudiar el Sol con el mismo nivel de detalle con el que estudian otras estrellas.

Crédito:

ESO

Primeros espectros solares captados por PoET

Esta imagen muestra algunos de los primeros datos captados por PoET (siglas de Paranal solar ESPRESSO Telescope, telescopio solar ESPRESSO de Paranal). PoET recoge simultáneamente la luz solar de todo el disco solar y de pequeñas regiones dentro del mismo, y la envía mediante fibras ópticas al espectrógrafo ESPRESSO, que la divide en sus colores o longitudes de onda constituyentes.

Estas dos pantallas muestran el mismo espectro solar, pero con diferentes niveles de zoom. La longitud de onda corre verticalmente, y las distintas líneas oscuras corresponden a longitudes de onda específicas absorbidas por átomos en las capas externas del Sol, así como por átomos y moléculas en nuestra propia atmósfera.

Crédito:

N. Santos/IA

Fuente: Observatorio Europeo Austral