HPF, расположенный в обсерватории Макдональд в Техасском университете в Остине, нацелен на планеты с малой массой вокруг близких холодных M-карликовых звезд в обитаемых зонах, регионах, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Известно, что у M карликовых звезд есть скалистые планеты, но эти звезды тусклые из-за своего размера, а их магнитная активность проявляется в виде пятен и вспышек, что создает проблемы для существующих приборов видимого света. HPF, соединенный с 10-метровым телескопом Hobby Eberly, вместо этого использует ближний инфракрасный свет – тип невидимого инфракрасного света, наиболее близкий по длине волны к видимому спектру – для наблюдения этих звезд на тех длинах волн, где они ярче и менее активны.
«HPF был сконструирован так, чтобы быть невероятно стабильным, и мы добавили калибратор, называемый гребенкой частоты лазера, чтобы повысить точность», – сказал Суврат Махадеван, доцент астрономии и астрофизики Пенсильванского университета и главный исследователь проекта HPF. "Лазерная расческа, которая была изготовлена на заказ Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), разделяет отдельные длины волн света на отдельные линии, как зубцы расчески, и используется как линейка для калибровки ближнего инфракрасного диапазона. энергия от звезд. Эта комбинация технологий позволила нам продемонстрировать беспрецедентную точность лучевых скоростей в ближнем инфракрасном диапазоне с наблюдениями звезды Барнарда, одной из самых близких к Солнцу звезд."Эти результаты опубликованы в номере журнала Optica от 20 февраля.
«Мы особенно заинтересованы в поиске планет, похожих на Землю, которые вращаются в обитаемой зоне ближайших звезд», – сказал Майк Эндл, старший научный сотрудник обсерватории Макдональда. "Эти планеты вокруг ближайших звезд представляют собой наш лучший шанс охарактеризовать и изучить их более подробно. Гребенка частоты лазера в HPF позволяет нам достичь высокого уровня точности, необходимой для обнаружения этих малых планет."
«Обнаружение длин волн в ближнем инфракрасном диапазоне также создает огромные технические проблемы», – сказал Махадеван. Например, прибор настолько чувствителен к инфракрасному свету, что тепло, излучаемое при комнатной температуре, ослепляет детектор, требуя работы при очень низких температурах.
HPF был разработан для решения этих проблем, а также предлагает чрезвычайно высокий уровень контроля температуры и давления, что необходимо для правильного функционирования прибора.
«Программа поиска планет обитаемой зоны была и остается уникальной возможностью выйти за рамки известных решений для поиска планет, на которых потенциально может быть жизнь», – сказал Фред Харити, старший научный сотрудник по астрономии и астрофизике Пенсильванского университета и системный инженер HPF. "Каждый прогресс, которого мы добились в разработке этого инструмента, выявлял все более глубокие и тонкие проблемы."
Ларри Рэмси, выдающийся ученый и профессор астрономии и астрофизики Пенсильванского университета и один из первых изобретателей конструкции телескопа Хобби Эберли, добавил: «Путешествие по исследованиям и разработкам точных инструментов, таких как телескоп Хобби-Эберли, началось в 1980-х годах в Пенсильвании. В течение следующих десятилетий это привело к созданию нескольких инструментов, которые значительно улучшили наши возможности поиска потенциально обитаемых планет – от волоконно-оптического инструмента Echelle и испытательного стенда для приборов Pathfinder в ближнем инфракрасном диапазоне до мощного искателя планет обитаемой зоны, который обладает невероятной спектральной стабильностью и чувствительностью к скорости в сочетании с телескопом Hobby Eberly."
Махадеван объяснил успех HPF и его лазерного гребенчатого калибратора многопрофильной и многопрофильной команде HPF. «Мы не смогли бы раздвинуть эти астрофизические пределы, не раздвинув технические и инженерные ограничения здесь, на местах», – сказал он, – «или без упорного труда, приверженности и творчества аспирантов, докторантов, научного сотрудника, преподавателей и отраслевые партнеры, которые работали над HPF почти десять лет. Эти результаты проложат путь к преодолению барьеров в ближнем инфракрасном диапазоне, что позволит открывать планеты земного типа в обитаемых зонах."