Second Earth Spectrograph - Vacuum System

• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553389271

In den vergangenen Jahren hat die Entdeckung terrestrischer Planeten enorme Fortschritte gemacht. Mit der Radialgeschwindigkeitsmethode (RV-Methode) ist es derzeit möglich, die Massen von Planeten bis hinunter zu einer Erdmasse zu messen, allerdings nur dann, wenn der Mutterstern erheblich kleiner ist als die Sonne. Eines der wichtigsten Ziele der aktuellen Forschung über extrasolare Planeten besteht in einer Verbesserung der RV-Methode mit dem Ziel, echte Erd-analoge Planeten auch von sonnenähnlichen Sternen zu beobachten. Momentan ist nicht bekannt, ob dies überhaupt möglich ist. Neben den erheblichen technischen Schwierigkeiten, die damit verbunden sind, Spektrographen mit der erforderlichen Meßgenauigkeit von 10 cm/s zu bauen, stehen dem auch RV-Schwankungen aufgrund von Turbulenz auf der stellaren Oberfläche und der Rotation des Muttersterns entgegen. Wir beabsichtigen, mit einen Konsortium bestehend aus drei deutschen, einer dänischen und einer chilenischen Institution den „Second Earth Spectrograph“ (2ES) zu bauen und zu betreiben. 2ES wird am 2.2 m-Teleskop auf La Silla in Chile installiert werden und über einen Zeitraum von fünf Jahren 2/3 der zur Verfügung stehenden Beobachtungszeit erhalten. Das Hauptziel des 2ES-Projekts besteht darin, die fundamentalen Begrenzungen der RV-Methode zu erkunden. Hierfür soll eine kleine Anzahl sehr heller südlicher sonnenähnlicher Sterne vom Spektraltyp G und K mindestens einmal pro Nacht beobachtet werden. Aufbauend auf der Erfahrung des Konsortiums mit dem Bau von erfolgreichen RV-Instrumenten (CARMENES und MAROON-X) werden wir einen ultra-stabilen Spektrographen konstruieren, der es ermöglichen wird, in den 10 cm/s-Bereich vorzudringen. Wir werden die ungewöhnlich große Zahl der zur Verfügung stehenden Teleskopnächte ausnutzen, um die stellare Variabilität in größerer Tiefe als bislang möglich zu erforschen. Unsere wissenschaftlichen Ziele lassen sich wie folgt zusammenfassen: (1) Entwicklung, Test und Validation von Kalibrationsstrategien für Radialgeschwindigkeits-Messungen mit einer langfristigen Präzision von 10 cm/s. (2) Verständnis der Prozesse und Phänomene in den Atmosphären von F, G und K-Sternen, von denen die mit der RV-Methode erreichbare Präzision letztendlich begrenzt wird. (3) Entwicklung von Strategien zur Datenanalyse, von Algorithmen und von Methoden, Korrekturen für die Effekte dieser Prozesse an den Radialgeschwindigkeiten anzubringen. (4) Aufbau eines Datensatzes von bleibendem Wert, bestehend aus hochaufgelösten Spektren hoher Qualität der hellsten sonnenähnlichen Sterne am Südhimmel, mit hoher Kadenz von mindestens einer Beobachtung pro Nacht. (5) Entdeckung von erdähnlichen Planeten um nahe sonnenähnliche Sterne. Die Entwicklung von 2ES wird von den Partnern des Konsortiums gemeinsam finanziert. Hier beantragen wir die Förderung des Beitrags des Instituts für Astrophysik und Geophysik der Georg-August-Universität Göttingen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Second Earth Spectrograph - Vacuum System
• Gerätegruppe: 0750 Spezielle astronomische Geräte (Ballon-Teleskope, Satelliteninstrumentierung)
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Ansgar Reiners