إسبريسو

تصغير|التصميم البصري لمطياف ESPRESSO في مرحلة مراجعة التصميم الأولي
تصغير|أجرى مطياف ESPRESSO بنجاح أولى عمليات الرصد في نوفمبر 2017.
مطياف إسبريسو ESPRESSO (بالتفصيل: مطياف إيشيل لرصد الكواكب الصخرية الخارجية والأجرام السماوية المستقرة )  هو مطياف إيشيل من الجيل الثالث، يعمل بالألياف الضوئية، ومشتت ضوئيًا، ومثبت على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي . وقد رصد الجهاز أول ضوء له مع أحد تلسكوبات التلسكوب بالغ الكبر في ديسمبر 2017، وأول ضوء له مع جميع تلسكوبات VLT الأربع في فبراير 2018.

يُعدّ مطياف إسبريسو  خليفةً لسلسلة من أجهزة قياس الطيف الضوئي من نوع إيشيل، والتي تشمل CORAVEL وElodie وCoralie و HARPS . يقيس هذا الجهاز التغيرات في طيف الضوء بحساسية عالية، ويُستخدم حاليًا للبحث عن كواكب صخرية خارجية (خارج المجموعة الشمسية) بحجم الأرض باستخدام طريقة السرعة الشعاعية . على سبيل المثال، تُحدث الأرض تغيرًا في السرعة الشعاعية بمقدار 9 سنتيمتر في الثانية على الشمس ، ويتسبب هذا "التذبذب" الجاذبي في اختلافات طفيفة في لون ضوء الشمس، وهي غير مرئية للعين البشرية ولكن يمكن رصدها بواسطة الجهاز. يُغذى ضوء التلسكوب إلى الجهاز الموجود في مختبر كود المدمج التابع لتلسكوب VLT على بُعد 70 مترًا من التلسكوب، حيث يمكن دمج الضوء من أربعة تلسكوبات للتلسكوب بالغ الكبر VLT.

 الحساسية 
تصغير|البيانات من أول رصد بجهاز ESPRESSO 
يعتمد مشروع إسبريسو على الأسس التي وضعها جهاز البحث عن الكواكب عالي الدقة بالسرعة الشعاعية (HARPS) في التلسكوب ذي قطر 3.6 متر في مرصد لاسيلا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي . يستفيد جهاز ESPRESSO من القدرة الأكبر بكثير لجمع الضوء مجتمعةً لتلسكوبات VLT الأربعة ذات قطر 8.2 متر، كما يستفيد أيضًا من التحسينات بالنسبة إلى لاستقرار ودقة المعايرة التي أصبحت ممكنة الآن بفضل تقنية مشط التردد الليزري . والمطلوب ليس فقط الوصول إلى سرعة 10 سم/ث، لكن الهدف المنشود هو الوصول إلى مستوى دقة يبلغ بضعة سنتيمترات/الثانية . وهذا يمثل قفزة نوعية مقارنةً بأجهزة قياس السرعة الشعاعية الحالية مثل جهاز HARPS التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. يستطيع جهاز HARPS تحقيق دقة تصل إلى 97 سم/ث (أي 3.5 كم/ساعة)،  بدقة فعالة تبلغ 30 سم/ث. سيتجاوز مطياف اسبريسو هذه القدرة بكثير، مما يجعل اكتشاف الكواكب بحجم الأرض ممكنًا باستخدام الأجهزة الأرضية. بدأ تشغيل مطياف إسبريسو في موقع تلسكوب VLT أواخر عام 2017.

يستطيع الجهاز العمل في وضع 1-UT (باستخدام أحد التلسكوبات) وفي وضع 4-UT حيث تتصل جميع التلسكوبات الأربعة ذات قطر 8 أمتار بشكل غير متماسك لتشكيل تلسكوب مكافئ بقطر 16 مترًا، يرصد المطياف الأجسام الخافتة للغاية."ESPRESSO - Searching for other Worlds". Centro de Astrofísica da Universidade do Porto. 2010-10-16. Archived from the original on 2010-10-17. Retrieved 2010-10-16.

على سبيل المثال بالنسبة للنجوم من النوع G2V :

 كواكب صخرية تدور حول نجوم خافتة تصل إلى V ≈ 9 (في وضع 1-UT)
 كواكب ذات كتلة نبتون تدور حول نجوم خافتة تصل إلى V ≈ 12 (في وضع 4-UT)
 كواكب صخرية بحجم الأرض تدور حول نجوم خافتة تصل إلى V ≈ 9 (CODEX على E-ELT )  (PDF version), from Ludwig Maximilian University of Munich

أفضل النجوم المرشحة لتلسكوب ESPRESSO هي النجوم غير النشطة وغير الدوارة والهادئة من النوع G إلى الأقزام الحمراء . ويعمل التلسكوب بأقصى كفاءة له مع النجوم ذات النوع الطيفي حتى النوع M4 .

 الأداة 
تصغير|أول ضوء لجهاز ESPRESSO مع جميع التلسكوبات الأربعة 
في وضع  يمكن تغذية آلة الإسبريسو بأي من وحدات المعالجة المركزية الأربع.

 الوضع الحالي 
تصغير|رسم هندسي لآلة الإسبرسو 
اكتملت جميع أعمال التصميم وتم الانتهاء منها بحلول أبريل 2013، وبدأت مرحلة تصنيع المطياف بعد ذلك."ESO - Espresso". Retrieved 2012-10-24. تم اختبار جهاز ESPRESSO في 3 يونيو 2016. رُصد أول ضوء لمطاف إسبريسو في 25 سبتمبر 2016، حيث تم رصد العديد من الأجرام السماوية، من بينها النجم 60 Sgr A. بعد شحنه إلى تشيلي، وتركيبه في تلسكوب VLT، رُصد أول ضوء لجهاز إسبريسو هناك في 27 نوفمبر 2017، في وضع 1-UT، حيث تم رصد النجم تاو سيتي ؛  وكان أول نجم تم رصده في وضع 4-UT في 3 فبراير 2018.

تم اكتشاف مشكلة في وحدات التحكم بأجهزة اقتران الشحنة (CCD) الخاصة بجهاز إسبريسو وهي أجهزة تصوير رقمية، حيث أدت مشكلة اللاخطية التفاضلية إلى تقليل الدقة التي يمكن الحصول عليها بشكل أكبر مما كان يُخشى سابقًا. ويقوم فريق كاشف ESO الذي حدد مصدر المشكلة حاليًا،  العمل جارٍ على إصدار جديد من الأجهزة المرتبطة بها بهدف معالجة هذه النكسة المؤقتة على أمل أن تكون مؤقتة.

في 29 أغسطس 2019، تم تحديث بيانات ESPRESSO ETC لتعكس الزيادة في الإرسال بعد المهمة التقنية التي أُجريت في يوليو. وقد بلغ متوسط هذه الزيادة حوالي 50% في وضعَي UHR وHR، وحوالي 40% في وضع MR.

اعتبارًا من 6 أبريل 2020، حقق كاشف السرعة الشعاعية الحمراء، ولو لفترة قصيرة جدًا، دقة ≈10  سنتيمتر/ثانية، بينما لم يتمكن الكاشف الأزرق حتى الآن إلا من تحقيق ≈60 سم/ث. نظرًا للتغطية الطيفية المحدودة وانعدام الموثوقية، فإن مشط تردد الليزر (LFC) غير مُدمج حاليًا في التلسكوب، وسيتعين في الوقت الراهن الاعتماد على مصباحي الثوريوم-أرغون الاحتياطيين لإجراء معايرة كاملة للطول الموجي، مما يؤدي إلى قيم قياسات السرعة الشعاعية الناتجة المحدودة بضوضاء الفوتونات والاهتزاز النجمي، وبالتالي فهي أقل دقة من المتوقع. يعمل فريقا تشغيل جهاز إسبريسو وفريق الكاشف على تحديد المشكلة وتصحيحها، ومن المتوقع تنفيذ مهمة مخصصة خلال عام 2020.

في 24 مايو/أيار 2020، أكد فريق بقيادة أ. سواريز ماسكارينيو وجود الكوكب الخارجي بروكسيما ب ، ووجدوا أن كتلته تعادل 1.17 ضعف كتلة الأرض تقريبًا، أي أقل من التقدير السابق البالغ 1.3 ضعف. كما أشاروا إلى أنه يقع في المنطقة الصالحة للسكن حول نجمه، الذي يدور حوله في 11.2 يومًا. حقق جهاز ESPRESSO دقة بلغت 26 سم/ثانية، أي ما يقارب ثلاثة أضعاف الدقة التي حققها جهاز HARPS . كما عثروا على إشارة ثانية في البيانات يُحتمل أن تكون من كوكب آخر ، بنصف مطال تقدر بــ 40 سم/ثانية فقط وفترة دوران تبلغ 5.15 يومًا.

في 28 أغسطس 2020 أُعلن أنه من المقرر استئناف الحد الأدنى من الرصد العلمي في مرصد بارانال خلال الأسابيع القادمة، وذلك بعد توقف دام 5 أشهر بسبب جائحة كوفيد-19 .

حتى تاريخ 11 يونيو 2021 لا تزال هناك مشكلة في كاشف المبرد الأزرق ناتجة عن عدم استقرار درجة الحرارة، كما توجد مشكلة في الاتصال بين مصحح التشتت الجوي وبقية أجزاء المطياف ، وتؤدي هذه المشكلات حاليًا إلى تقليل دقة الكشف التي يمكن تحقيقها باستخدام الجهاز.Detailed Description

من المقرر إجراء صيانة رئيسية للجهاز بين 1 و16 مايو 2022، وسيتوقف الجهاز عن العمل بين 1 مايو وحتى حوالي 23 مايو. بعد الصيانة، من المتوقع تحسن في الأداء العام للمطياف ، وفي استقرار السرعة الشعاعية، وخاصة في الكاشف الأزرق.

نتيجةً لعمل الجهاز فقد تحسّن استقرار المبرد الأزرق بشكلٍ ملحوظ. مع ذلك، وبسبب تغيّر مواقع التشتت العرضي واتجاه التشتت (في الاتجاهين السيني والصادي) لكاشفي المبرد الأحمر والأزرق الناتج عن عمل الجهاز، أصبح دمج البيانات من وحدات البكسل المختلفة لإنتاج صورة مركزة أمرًا صعبًا في وضع MR4x2 ووضع HR4x2 الجديد. من المتوقع حل هذه المشكلة في الإصدار الجديد لخط المعالجة، أي في تحديث برمجي قادم.Detailed Description

 الأهداف العلمية 
تتمثل الأهداف العلمية الرئيسية لمشروع إسبريسو فيما يلي:

 قياس السرعات الشعاعية عالية الدقة للنجوم الشبيهة بالشمس للبحث عن الكواكب الصخرية في المنطقة الصالحة للسكن حول نجمها.
 قياس تغير الثوابت الفيزيائية
 تحليل التركيب الكيميائي للنجوم في المجرات القريبة.

 الاتحاد 
تم تطوير برنامج أسبريسو بواسطة اتحاد يتألف من المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) وسبعة معاهد علمية هي:

 مركز الفيزياء الفلكية بجامعة بورتو (البرتغال)
 كلية العلوم بجامعة لشبونة، CAAUL & LOLS (البرتغال)
 مرصد ترييستي الفلكي (إيطاليا)
 مرصد بريرا الفلكي (إيطاليا)
 معهد الفيزياء الفلكية في جزر الكناري (إسبانيا)
 معهد الفيزياء بجامعة برن (سويسرا)
 جامعة جنيف (سويسرا)
 معهد الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء (البرتغال)

الباحث الرئيسي هو فرانشيسكو بيبي.

 مواصفات إسبريسو 
+ إسبريسو تلسكوب VLT (8m) نِطَاق الكواكب الصخرية فتحة السماء 4 ثوانٍ قوسية R ≈200000 تغطية λ 380 nm-686 نانومتر  دقة λ 5 متر في الثانية استقرار السرعة الشعاعية  أقل من 10 سم/ ثانية وضع 4-VLT (D = 16) م) مع RV = 1 متر في الثانية المصدر :"ESPRESSO and CODEX the next generation of RV planet hunters at ESO" (وصلة=Microsoft PowerPoint PPT − 9.5 MB). Chinese Academy of Sciences. 2010-10-16. Archived from the original on July 4, 2011. Retrieved 2022-04-29. (PDF version), from Ludwig Maximilian University of Munich 

 جداول مقارنة السرعة الشعاعية 
+ كتلة الكوكب مسافة وحدة فلكية السرعة الشعاعية  ملحوظة كوكب المشتري 1 28.4 م / ث كوكب المشتري 5 12.7 م / ث نبتون 0.1 4.8 م / ث نبتون 1 1.5 م / ث كوكب أرضي عملاق (5 ملايين 🜨 ) 0.1 1.4 م / ث كوكب أرضي عملاق (5 ملايين 🜨 ) 1 0.45 م / ث أرض 0.09 0.30 م / ث أرض 1 0.09 م / ث المصدر : لوكا باسكويني، عرض تقديمي، 2009  ملاحظات : (1) أدق قياسات شعاعية تم تسجيلها على الإطلاق. تم استخدام مطياف HARPS التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي . 
+الكواكب  كوكب نوع الكوكب المحور شبه الرئيسي ( وحدة فلكية ) الفترة المدارية السرعة الشعاعية (متر في الثانية) يمكن الكشف عنها بواسطة: 51 بيغاسوس ب كوكب المشتري الساخن 0.05 4.23 يومًا 55.9  مطياف من الجيل الأول 55 سرطان د عملاق الغاز 5.77 14.29 سنة 45.2  مطياف من الجيل الأول كوكب المشتري عملاق الغاز 5.20 11.86 سنة 12.4 (pdf version) مطياف من الجيل الأول جليسي 581 سي الأرض العملاقة 0.07 12.92 يومًا 3.18  مطياف من الجيل الثاني زحل عملاق الغاز 9.58 29.46 سنة 2.75 مطياف من الجيل الثاني بروكسيما سنتوري ب كوكب صالح للسكن (محتمل) 0.05 11.19 يومًا 1.38  مطياف من الجيل الثاني نبتون عملاق جليدي 30.10 164.79 سنة 0.281 مطياف من الجيل الثالث أرض كوكب صالح للسكن 1.00 365.26 يومًا 0.089 مطياف من الجيل الثالث (على الأرجح) بلوتو كوكب قزم 39.26 246.04 سنة 0.00003 غير قابل للكشف

 نجوم من نوع MK مع كواكب في المنطقة الصالحة للسكن: 
الكتلة النجمية ( M ☉ ) الكتلة الكوكبية ( كتلة أرضية ) لومن  (L 0 ) نوع النجم RHAB ( وحدة فلكية) سرعة شعاعية  (سم/ث) دورة مدارية (أيام) 0.10 1.0 8    M8 0.028 168 6 0.21 1.0 7.9    M5 0.089 65 21 0.47 1.0 6.3    M0 0.25 26 67 0.65 1.0 1.6    K5 0.40 18 115 0.78 2.0 4.0    K0 0.63 25 209 المصدر :

 انظر أيضاً 

 مطياف كورالي
 مطيافية دوبلر
 مطياف ELODIE
 مطياف EXPRES
 مطياف عالي الدقة
 قائمة الكواكب الخارجية
 مطياف SOPHIE échelle
مقراب 3.6 متر للمرصد الأوروبي الجنوبي

 المراجع 

 روابط خارجية 

 ESPRESSO at eso.org
 ESPRESSO at unige.ch 


تصنيف:مشاريع البحث عن كواكب غير شمسية
تصنيف:آلات فلكية
تصنيف:مطيافيات
تصنيف:مطيافية الأشعة تحت الحمراء
تصنيف:صفحات بترجمات غير مراجعة