Der neue hochauflösende Spektrograph PLATOSpec hat am 26. November 2024 erfolgreich sein "erstes Licht" gesehen. Nach fast zweijähriger Bauzeit ist das Instrument bereit für astronomische Beobachtungen. Es wird Sterne untersuchen, die möglicherweise erdähnliche extrasolare Planeten beherbergen, und die kommende ESA-Weltraummission PLATO unterstützen. Der hochauflösende Spektrograph wird zur Untersuchung der Sternaktivität und zum Nachweis von extrasolaren Planeten in der Größe des Jupiter eingesetzt. Das Instrument wurde vom PLATOSpec-Konsortium entwickelt mit bedeutender tschechischer Beteiligung und ist auf dem 1,52-Meter-Teleskop der ESO in der Sternwarte La Silla in Chile montiert.
PLATOSpec reiht sich ein in eine Reihe anderer spezialisierter Instrumente, die die PLATO-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) unterstützen. Die ESA plant den Start der PLATO-Mission (PLAnetary Transits and Oscillations of Stars) im Jahr 2026. Eines ihrer Ziele ist die Suche nach erdgroßen Exoplaneten und sogar deren Monden. PLATO wird Tausende von Sternen beobachten. Sterne, die möglicherweise einen Planeten haben, müssen dann gescreent werden, um diejenigen auszuwählen, die genauer beobachtet werden sollen. Extrasolare Planeten von der Größe der Erde können nur von großen Teleskopen mit sehr hoch auflösenden Spektrographen entdeckt werden. Die Zeit an großen Observatorien wie der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist sehr begehrt, so dass die vielversprechendsten Kandidaten im Voraus mit Instrumenten wie PLATOSpec ausgewählt werden müssen.
Bodengestützte Sternbeobachtungen der PLATO-Mission
Ein großer Teil der Beobachtungszeit von PLATOSpec ist für bodengestützte Beobachtungen von Zielen der PLATO-Weltraummission vorgesehen. Das neue Instrument wird die Sterne der Hauptziele der PLATO-Mission mit einer Radialgeschwindigkeitsgenauigkeit von bis zu 2 Metern pro Sekunde verfolgen (um unseren Jupiter erfolgreich zu entdecken, ist eine Genauigkeit von etwa 5 m/s für 11 Jahre erforderlich). Das Auflösungsvermögen des neuen Spektrographen beträgt R=70.000, so dass er auch sehr schmale Spektrallinien von Gasen in der Atmosphäre eines Sterns und eines Planeten auflösen kann. PLATOSpec beobachtet im Wellenlängenbereich von 380 bis 700 Nanometern, weil es für die Empfindlichkeit bei blauen Wellenlängen konzipiert wurde, wo Spektrallinien besonders nützlich sind, um das Aktivitätsniveau eines Sterns zu messen. Stellare Aktivität erschwert die Entdeckung extrasolarer Planeten. Daher ist es für die Suche nach kleinen extrasolaren Planeten entscheidend, die Aktivität eines Sterns zu verstehen und zu wissen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändert.
PLATOSpec ist außerdem mit mehreren Kalibrierungsmodi für die Messung des Dopplereffekts von Sternen ausgestattet. Die Messung des Dopplereffekts ist für den Nachweis wichtig, da sie es den Wissenschaftlern ermöglicht, die Masse des Begleiters zu berechnen. Je größer die Verschiebung der Linien im Spektrum aufgrund des Dopplereffekts ist, desto massereicher ist der planetarische Begleiter. Eine Besonderheit des Spektrographen ist, dass der Kalibrierungsmodus an die Helligkeit des beobachteten Sterns angepasst werden kann. Das Instrument wird daher zu vielen Bereichen der Wissenschaft beitragen.
PLATOSpec wurde vom PLATOSpec-Konsortium entwickelt. Der neue Spektrograph befindet sich auf dem 1,52-Meter-Teleskop des La Silla-Observatoriums in Chile, das zur Europäischen Südsternwarte (ESO) gehört. Das TOPTEC-Zentrum - eine Abteilung des Instituts für Plasmaphysik der CAS - hat die Vorderseite des Teleskops mit speziellen oktogonalen optischen Fasern und einem innovativen Lichteinkopplungssystem aufgerüstet. Das Teleskop und der Spektrograph werden entweder von Ondrejov oder Brno in der Tschechischen Republik, von Tautenburg in Deutschland oder von Santiago de Chile aus ferngesteuert werden.
Peter Kabáth, Wissenschaftler am Astronomischen Institut der Tschechischen Akademie der Wissenschaften und Projektleiter, freut sich, dass PLATOSpec nun voll einsatzfähig ist: "PLATOSpec ist ein großartiges Beispiel dafür, dass auch ältere Teleskope noch sehr nützlich sein können. Das Teleskop mit einem Durchmesser von 1,52 Metern wurde in den 1960er Jahren in Betrieb genommen und 2002 außer Dienst gestellt. Jetzt wird unser hochmoderner Spektrograph ein neues und sehr interessantes Programm anbieten."
Pavel Pintr, TOPTEC-Teamleiter vom Institut für Plasmaphysik der CAS, erklärt die Gründe für die optische Aufrüstung des 1,52-Meter-Teleskops: "Optische Aufrüstungen haben die Effizienz des Teleskops erhöht, so dass auch schwächere Sterne mit der hohen Präzision des Spektrographen beobachtet werden können. Das von uns entworfene und gebaute System Die Injektion von Licht aus dem Teleskop in den Glühfaden ist ein neuer, innovativer Teil des Teleskops, der sich nach den ersten Messungen als sehr effektiv erweist."
"Ich freue mich sehr, dass die Masaryk-Universität sich diesem großartigen Projekt angeschlossen hat und dass Studenten aller Stufen des Astrophysikstudiums an der naturwissenschaftlichen Fakultät die Daten in ihren Abschlussarbeiten verwenden können.", sagt Jan Janík, Teamleiter am Institut für Theoretische Physik und Astrophysik der Fakultät für Naturwissenschaften der MU.
Marek Skarka von der Exoplaneten-Forschungsgruppe des Astronomischen Instituts der CAS ergänzt: "Das ganze Projekt ist ein Beispiel für eine perfekt funktionierende internationale Zusammenarbeit. Es ist aber auch ein Beweis dafür, dass es in der Tschechischen Republik genügend hervorragende Institute und Unternehmen gibt, die in der Lage sind, die Komponenten eines modernen automatischen Teleskops zu liefern."
Artie Hatzes, Wissenschaftler an der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg, erklärt, warum PLATOSpec ein so wichtiges Instrument für alle Konsortialpartner ist.Die meisten Partner des Konsortiums befinden sich auf der nördlichen Hemisphäre. PLATOSpec verschafft uns Zugang zum Nachthimmel der südlichen Hemisphäre und ermöglicht uns die Bodenunterstützung für die PLATO-Mission, die Sterne am Südhimmel beobachten wird."
Leonardo Vanzi, Professor an der Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile, entwarf das optische Design von PLATOSpec und beaufsichtigte dessen Bau:"Wir haben das erste Licht pünktlich erhalten. Wir sind jetzt bereit, die stellare Aktivität im Detail zu untersuchen und die PLATO-Mission zu unterstützen."
Mitglieder des PLATOSpec-Konsortiums sind:
- Institut für Astronomie, Tschechische Akademie der Wissenschaften, Ondřejov, Tschechische Republik (Modernisierung von Teleskop und Front-End)
- Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Deutschland (Kalibrierungseinheit)
- Pontificia Universidad Católica (PUC) de Chile, Santiago, Chile (Entwurf und Bau des Spektrographen),
- Universidad Adolfo Ibáñez, Chile (Datenverarbeitung und Datenleitung)
- Masaryk-Universität, Tschechische Republik
- TOPTEC Forschungszentrum - Institut für Plasmaphysik des CAS
- Universität Graz, Österreich.
Die Finanzierung des PLATOSpec-Projekts erfolgt durch:
- Astronomisches Institut der Tschechischen Akademie der Wissenschaften,
- Zuschuss LTT-20015 des Ministeriums für Bildung, Sport und Jugend der Tschechischen Republik,
- durch das Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft im Rahmen der "Richtlinien zur Forschungsförderung",
- die chilenische "Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo" (ANID): Projekte FONDECYT 1241963, FOVI220091
- bilaterale Förderung durch den tschechischen Wissenschaftsfonds GAČR (22-30516K) und den österreichischen Wissenschaftsfonds FWF (10.55776/I5711)
- institutionelle Unterstützung für die Entwicklung der Forschungsorganisation der Masaryk-Universität
Institut für Astronomie der CAS/ gnews - RoZ
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