Новая лазерная частотная гребенка увеличит шансы найти экзопланеты, пригодные для жизни

Телескоп IRTF

Фотография: CucombreLibre / flickr.com

Ученые из Калифорнийского технологического института разработали новую модель лазерной частотной гребенки. Это поможет упростить поиски и отбор экзопланет. Отчет о новой разработке опубликован в журнале Nature Communications.

Лазерная частотная гребенка — это калибровочный инструмент для больших наземных телескопов. Это устройство генерирует равномерно распределенную серию световых волн, которые отстоят друг от друга, как деления линейки или как зубья расчески, — отсюда название «гребенка». 

С помощью лазерных частотных гребнок астрономы изучают далекие миры методом Доплера или методом лучевых скоростей: твердая планета при вращении вокруг звезды «раскачивает» её своей гравитацией, заставляя в свою очередь двигаться по собственной небольшой орбите. Это в свою очередь вызывает изменение радиальной скорости звезды по отношению к Земле, которую можно вычислить из смещения спектральных линий, вызываемого эффектом Доплера. Спектральное смещение вместе с периодом колебания звезды могут быть использованы для выяснения массы планеты и её расстояния от звезды. Линии лазерной гребенки служат ориентирами при считывании данных спектрографом телескопа.

Однако сегодняшние гребенки имеют существенный недостаток: частотный интервал между линиями гребенки слишком мал для создания калибровочной решетки, совместимой с современными астрономическими спектрографами с высоким разрешением. Большую часть линий приходится блокировать, чтобы создать более удобные «зубья». Это требует дорогостоящего оборудования.

Новая лазерная частотная гребенка, созданная учеными, основывается на излучении более постоянных линий света, которые отстоят друг от друга на расстояния большие в десятки раз, чем в предыдущих моделях. Расстояние между излучаемыми линиями составляет более 10 гигагерц, что вполне подходит для современных приборов. Так как не требуется никаких фильтров, это оборудование стоит в разы дешевле.

«Такое оборудование, которое будет служить в качестве скромного дополнения к существующим технологиям, существенно расширит наши возможности в поиске планет в потенциально обитаемой зоне,» — отмечает один из исследователей.

Новая лазерная частотная гребенка уже прошла испытания. В 2014 году её испытали на телескопе IRTF в Гавайях, а в марте 2015  опробовали на телескопе Кек II. Сейчас лазерная частотная гребенка создает излучение в инфракрасном диапазоне, однако ученые планируют продолжить разработку и создать инструмент, работающий в диапазоне видимого света.

Кристина Уласович