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# Física# Astrofísica terrestre y planetaria# Instrumentación y métodos astrofísicos# Astrofísica solar y estelar

El papel del telescopio solar del observatorio de Lowell

Aprendiendo sobre el Sol para encontrar exoplanetas similares a la Tierra.

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El Observatorio Lowell es conocido por sus importantes contribuciones a la astronomía. Dentro de este observatorio hay un dispositivo especial llamado el Telescopio Solar del Observatorio Lowell (LOST). Este telescopio está diseñado para observar el Sol y recopilar datos que pueden ayudar a los científicos a aprender más sobre exoplanetas, que son planetas fuera de nuestro sistema solar.

¿Cuál es el propósito del telescopio solar?

El objetivo principal de este telescopio solar es observar cómo se comporta el Sol. Al estudiar el Sol, los astrónomos pueden entender mejor cómo podrían actuar estrellas similares. Comprender la actividad del Sol es clave en la búsqueda de planetas similares a la Tierra que podrían estar orbitando otras estrellas. Esto se debe a que la variabilidad del Sol puede ocultar las señales que necesitamos para detectar estos planetas.

Observando exoplanetas

Los astrónomos han descubierto miles de exoplanetas desde que se encontró el primero en 1995. Sin embargo, encontrar planetas más pequeños y similares a la Tierra sigue siendo un desafío. Las señales que producen estos planetas diminutos cuando orbitan una estrella pueden perderse entre las variaciones naturales de las propias estrellas. Aquí es donde entra en juego el telescopio solar. Al medir la actividad del Sol, los astrónomos pueden separar mejor las señales de las estrellas que están observando de las de los planetas.

¿Cómo funciona el telescopio solar?

El telescopio solar funciona capturando la luz solar y enviándola a un dispositivo llamado Espectrómetro de Precisión Extrema (EXPRES). EXPRES está diseñado para medir cambios muy pequeños en la luz que proviene del Sol. Esto permite a los científicos obtener datos de alta calidad sobre el Sol y hacer comparaciones con la luz de otras estrellas.

La configuración

LOST está diseñado para medir la luz de todo el disco del Sol. El telescopio recolecta la luz solar y la envía a través de una fibra especial al espectrómetro. Esta fibra está diseñada para transportar luz sin perder demasiada información. La luz recolectada se analiza para producir lecturas detalladas del espectro del Sol, que indica cómo se comporta el Sol a lo largo del tiempo.

El papel de la tecnología

Muchas piezas de tecnología avanzada están involucradas en este proceso. El telescopio solar utiliza una lente para recolectar luz y una esfera integradora para mezclar la luz solar antes de enviarla a la fibra. Esta configuración ayuda a asegurar que los datos recolectados sean consistentes y confiables.

El telescopio opera durante el día y sigue al Sol de forma autónoma a medida que se mueve por el cielo. Ajusta su posición para mantener al Sol centrado, asegurando que no se pierdan partes del disco solar.

Recolección y análisis de datos

Durante su operación, el telescopio solar toma continuamente mediciones de la intensidad solar. Estas mediciones permiten a los científicos ver cómo cambia la luz solar a lo largo del día. El telescopio ha estado recolectando datos desde 2020 y ha recopilado miles de mediciones, que se pueden analizar para detectar variaciones en la actividad solar.

Desafíos enfrentados

Uno de los desafíos más importantes para el telescopio surgió de cómo fue construido inicialmente. En la primera configuración, el telescopio tenía que realizar una maniobra llamada "cambio de meridiano", que es necesaria cuando el Sol pasa por su punto más alto en el cielo. Esto causó cierta variabilidad en los datos grabados.

Para abordar este desafío, se hizo una actualización al telescopio. La nueva versión utiliza un rastreador solar dedicado que permite la observación continua sin necesidad de girar. Esta mejora ha minimizado errores y mejorado la calidad de la recolección de datos.

Mejora continua

El telescopio solar ha pasado por varias iteraciones para mejorar su rendimiento. La actualización le permitió medir Velocidades Radiales, que es la velocidad a la que cambian las ondas de luz del Sol. Estos datos son cruciales porque ayudan a refinar las señales que los astrónomos estudian en su búsqueda de exoplanetas.

Beneficios de observar el Sol

Observar el Sol tiene múltiples beneficios. Permite a los astrónomos obtener información sobre la dinámica solar, que se puede aplicar a otras estrellas. Los datos recolectados del telescopio solar ayudan a entender la Actividad Estelar en su conjunto.

Además, tener dos telescopios solares, como LOST y otro llamado NEID ubicado en el sur de Arizona, presenta oportunidades únicas para la comparación cruzada de datos. Esta colaboración mejora la fiabilidad de las observaciones y ayuda a verificar los hallazgos.

Fortaleciendo la precisión de los datos

La combinación de LOST y NEID permite a los astrónomos comparar mediciones para verificar su precisión. Cuando un telescopio enfrenta mal tiempo o no puede recopilar datos, el otro puede intervenir para llenar el vacío. Este plan de respaldo ayuda a asegurar una recolección continua de datos.

Perspectivas futuras

A medida que se desarrollan nuevas tecnologías en instrumentación, las capacidades de los telescopios solares se expandirán aún más. Proporcionarán a los científicos datos más precisos sobre nuestro Sol y, por extensión, estrellas similares en otros sistemas solares. El trabajo que se está realizando en el Observatorio Lowell con LOST representa solo el comienzo de lo que es posible en el estudio de exoplanetas y la actividad estelar.

Conclusión

El trabajo del Telescopio Solar del Observatorio Lowell es vital para entender el Sol y mejorar nuestros métodos de detección de planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas. Los avances continuos en tecnología y métodos mejorarán nuestra capacidad para recolectar datos precisos y ayudar a responder algunas de las preguntas más apremiantes en astronomía hoy en día. La aventura de explorar el universo y nuestro lugar en él aún continúa, y telescopios como LOST juegan un papel crucial en esa aventura.

Fuente original

Título: The Lowell Observatory Solar Telescope: A fiber feed into the EXtreme PREcision Spectrometer

Resumen: The signal induced by a temperate, terrestrial planet orbiting a Sun-like star is an order of magnitude smaller than the host stars' intrinsic variability. Understanding stellar activity is, therefore, a fundamental obstacle in confirming the smallest exoplanets. We present the Lowell Observatory Solar Telescope (LOST), a solar feed for the EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) at the 4.3-m Lowell Discovery Telescope (LDT). EXPRES is one of the newest high-resolution spectrographs that accurately measure extreme radial velocity. With LOST/EXPRES, we observe disk-integrated sunlight autonomously throughout the day. In clear conditions, we achieve a ~137,500 optical spectrum of the Sun with a signal-to-noise of 500 in ~150s. Data is reduced using the standard EXPRES pipeline with minimal modification to ensure the data are comparable to the observations of other stars with the LDT. During the first three years of operation, we find a daily RMS of 71 cm/s. Additionally, having two EPRV spectrometers located in Arizona gives us an unprecedented opportunity to benchmark the performance of these planet-finders. We find a RMS of just 55 cm/s when comparing data taken simultaneously with EXPRES and NEID.

Autores: Joe Llama, Lily L. Zhao, John M. Brewer, Andrew Szymkowiak, Debra A. Fischer, Michael Collins, Jake Tiegs, Frank Cornelius

Última actualización: 2024-07-10 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2407.07967

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.07967

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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