Un nuevo accesorio de bajo costo para telescopios permite una precisión previamente inalcanzable en observaciones terrestres de exoplanetas, planetas más allá de nuestro sistema solar. Con el nuevo accesorio, los telescopios terrestres pueden producir mediciones de intensidad de luz que rivalizan con la más alta calidadObservaciones fotométricas desde el espacio Los astrónomos de Penn State, en estrecha colaboración con los laboratorios de nanofabricación de RPC Photonics en Rochester, Nueva York, crearon difusores personalizados de "conformación de haz", dispositivos microópticos cuidadosamente estructurados que propagan la luz entrante a través de una imagen.que son capaces de minimizar las distorsiones de la atmósfera de la Tierra que pueden reducir la precisión de las observaciones terrestres. Un artículo que describe la efectividad de los difusores aparece en línea el 5 de octubre de 2017, en el Revista astrofísica .
"Esta tecnología económica ofrece una alta precisión fotométrica en las observaciones de exoplanetas a medida que transitan, cruzan frente a, las estrellas brillantes que orbitan", dijo Gudmundur Stefansson, estudiante graduado en Penn State, NASA Earth and Space Science Fellow,y autor principal del artículo. "Esta tecnología es especialmente relevante teniendo en cuenta el inminente lanzamiento del Satélite de Inspección de Exoplanetas en Tránsito TESS de la NASA a principios de 2018. Depende de las instalaciones terrestres realizar un seguimiento rápido y confiable de los planetas candidatos que sonidentificado por TESS "
Los difusores son pequeñas piezas de vidrio que se pueden adaptar fácilmente para montar en una variedad de telescopios. Debido a su bajo costo y adaptabilidad, Stefansson cree que la fotometría asistida por difusor permitirá a los astrónomos aprovechar al máximo la información de TESS, confirmandonuevos candidatos a planetas desde el suelo.
"Los difusores con forma de haz se hacen utilizando un proceso de nanofabricación preciso", dijo Suvrath Mahadevan, profesor asociado de astronomía y astrofísica en Penn State y autor del artículo, "donde un patrón de superficie cuidadosamente diseñado está escrito con precisión en un polímero de plásticoen una superficie de vidrio o directamente grabado en el propio vidrio. El patrón consiste en estructuras de microescala precisas, diseñadas para moldear la entrada de luz variable de las estrellas en una forma de salida amplia y estable predefinida distribuida en muchos píxeles en la cámara del telescopio ".
El equipo de investigación probó la nueva tecnología de difusor "en el cielo" en el telescopio Hale en el Observatorio Palomar en California, el telescopio de 0.6m en el Observatorio Davey Lab en Penn State y el Telescopio ARC 3.5m en el Observatorio Apache Point en Nuevo MéxicoEn todos los casos, las imágenes producidas con un difusor fueron consistentemente más estables que las que usan métodos convencionales: mantuvieron un tamaño, forma e intensidad relativamente consistentes, lo cual es integral para lograr mediciones altamente precisas. Usando un telescopio enfocado sin un difusor producidoimágenes que fluctúan en tamaño e intensidad. Un método común para "desenfocar" el telescopio sacar deliberadamente la imagen del foco para dispersar la luz arrojó una mayor precisión fotométrica que las observaciones enfocadas, pero aún así creó imágenes que fluctuaron en tamaño e intensidad..
"Las observaciones difusas son, con mucho, las más estables", dijo Ming Zhao, científico de datos de The New York Times y ex asociado de investigación en Penn State que dirigió el esfuerzo del difusor en el telescopio Hale de 5 m en Palomar.
Al dar forma a la salida de luz, el difusor permite a los astrónomos superar el ruido creado por la atmósfera de la Tierra ". Las imágenes estables y suaves que proporcionan los difusores son esenciales para minimizar los efectos adversos de la atmósfera turbulenta en nuestras mediciones y para maximizar nuestroprecisión ", dijo Zhao.
"Esta tecnología funciona en una amplia gama de longitudes de onda, desde la óptica, visible para los humanos, hasta el infrarrojo cercano", dijo Jason Wright, profesor asociado de astronomía y astrofísica en Penn State y autor del artículo ".Como tal, los difusores pueden usarse para una amplia gama de ciencia de exoplanetas. Podemos usarlos para medir con precisión los tiempos en que los mundos exoplanetarios transitan sus estrellas, lo que nos ayudará a medir sus masas y composiciones, e incluso encontrar nuevos planetas en sus sistemas; ypodemos usarlos para estudiar las estructuras de temperatura de las atmósferas de los planetas gigantes "
El equipo de investigación ya está estableciendo colaboraciones para implementar esta tecnología en otros telescopios de todo el mundo. "Nuestro objetivo es equipar a la comunidad más amplia de exoplanetas con herramientas de precisión de bajo costo para entregar mediciones precisas para ayudar a futuras observaciones en la ciencia de exoplanetas", dijoStefansson.
Además de Stefansson, Mahadevan, Zhao y Wright, el equipo de investigación de Penn State incluye a los estudiantes graduados Shubham Kanodia, Lea MZ Hagen y Leo J. Liu; el estudiante universitario Yiting Li; y los investigadores postdoctorales Thomas Beatty y Paul Robertson.El equipo de desarrollo e investigación del difusor también incluye a Leslie Hebb, profesora asistente de física en los Colegios Hobart y William Smith; John Wisniewski, profesor presidencial y profesor asistente de física en la Universidad de Oklahoma; Joseph Huehnerhoff, ingeniero de instrumentos anterior en el Observatorio Apache Point 3.5m telescope, ahora ingeniero opto-mecánico en Hindsight Imaging, Inc .; Brett Morris, estudiante graduado en la Universidad de Washington; Sam Halverson, investigador postdoctoral Sagan de la NASA en la Universidad de Pennsylvania; Joseph O'rourke, investigador postdoctoral en CaliforniaInstituto de Tecnología; Heather Knutson, profesora de astronomía en el Instituto de Tecnología de California; Suzanne Hawley, professor de astronomía en la Universidad de Washington;Chad Bender, astrónomo asociado de la Universidad de Arizona;Jack Dembicky, Candace Gray y Theodore Rudyk, especialistas en operaciones de telescopios en el telescopio de 3.5 m del Observatorio Apache Point;Russet McMillan, Gerente de Operaciones Nocturnas en el Observatorio de Apache Point;y William Ketzeback, ingeniero jefe de telescopios de 3.5 m del Observatorio de Apache Point.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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