CAFÉ EXPRÉS

ESPRESSO ( Espectrógrafo Echelle para Observaciones Espectroscópicas de Exoplanetas Rocosos y Estables ) ^{[ 1 ]} es un espectrógrafo echelle de tercera generación, alimentado por fibra óptica y de dispersión cruzada, montado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral . La unidad realizó su primera observación con un VLT en diciembre de 2017 y su primera observación con las cuatro unidades del VLT en febrero de 2018. ^{[ 2 ]}

ESPRESSO es el sucesor de una línea de espectrómetros echelle que incluye CORAVEL, Elodie, Coralie y HARPS . Mide cambios en el espectro de luz con gran sensibilidad y se está utilizando para buscar exoplanetas rocosos del tamaño de la Tierra mediante el método de velocidad radial . Por ejemplo, la Tierra induce una variación de velocidad radial de 9 cm/ s en el Sol; este "oscilación" gravitacional causa variaciones minúsculas en el color de la luz solar, invisibles para el ojo humano pero detectables por el instrumento. ^{[ 3 ]} La luz del telescopio se dirige al instrumento, ubicado en el Laboratorio Combinado Coude del VLT a 70 metros del telescopio, donde se puede combinar la luz de hasta cuatro telescopios unitarios del VLT. 

ESPRESSO se basa en los cimientos establecidos por el instrumento HARPS ( High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher ) en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio La Silla de ESO . ESPRESSO se beneficia no solo de la capacidad de captación de luz combinada mucho mayor de los cuatro telescopios unitarios VLT de 8,2 metros, sino también de las mejoras en la estabilidad y la precisión de calibración que ahora son posibles gracias a la tecnología de peine de frecuencia láser . El requisito es alcanzar 10  cm/s, ^{[ 5 ]} pero el objetivo es obtener un nivel de precisión de unos pocos cm/s. Esto supondría un gran avance con respecto a los espectrógrafos de velocidad radial actuales, como el HARPS de ESO. El instrumento HARPS puede alcanzar una precisión de 97  cm/s (3,5  km/h), ^{[ 6 ]} con una precisión efectiva del orden de 30  cm/s. ^{[ 7 ]} ESPRESSO superaría ampliamente esta capacidad, haciendo posible la detección de planetas del tamaño de la Tierra desde instrumentos terrestres. La puesta en marcha de ESPRESSO en el VLT comenzó a finales de 2017.

El instrumento puede operar en modo 1 UT (utilizando uno de los telescopios) y en modo 4 UT. En el modo 4 UT, en el que los cuatro telescopios de 8 m se conectan de forma incoherente para formar un telescopio equivalente a 16 m, el espectrógrafo detecta objetos extremadamente débiles. ^{[ 3 ] [ 8 ]}

Por ejemplo, para estrellas de tipo G2V :

• Planetas rocosos alrededor de estrellas tan débiles como V ≈ 9 (en modo 1-UT)
• Planetas con masa similar a la de Neptuno alrededor de estrellas tan débiles como V ≈ 12 (en modo 4-UT)
• Planetas rocosos del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas tan débiles como V ≈ 9 (CODEX en el E-ELT ) ^{[ 9 ]}

Las estrellas candidatas más adecuadas para ESPRESSO son las enanas G a enanas rojas tranquilas, no activas y sin rotación . Opera con la máxima eficiencia para un tipo espectral de hasta estrellas de tipo M4 .

En el modo singleHR, ESPRESSO puede ser alimentado por cualquiera de los cuatro UT. ^{[ 11 ]}

Todo el trabajo de diseño se completó y finalizó en abril de 2013, y la fase de fabricación del proyecto comenzó después. ^{[ 1 ]} ESPRESSO se probó el 3 de junio de 2016. ^{[ 13 ]} La primera luz de ESPRESSO ocurrió el 25 de septiembre de 2016, durante la cual detectaron varios objetos, entre ellos la estrella 60 Sgr A. [ ^{14 ] [ 15 ] Después} de ser enviado a Chile, instalado en el VLT, ESPRESSO vio su primera luz allí el 27 de noviembre de 2017, en modo 1-UT, observando la estrella Tau Ceti ; ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} la primera estrella observada en el modo 4-UT fue el 3 de febrero de 2018. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

Se descubrió un problema en los controladores de dispositivos de carga acoplada (CCD) de ESPRESSO , hardware de imágenes digitales, donde un problema de no linealidad diferencial ha reducido la resolución obtenible más severamente de lo que se temía anteriormente. El equipo del detector ESO que determinó la fuente del problema actualmente, a junio de 2019 ,Se está trabajando en una nueva versión del hardware asociado para remediar este contratiempo, que esperamos sea temporal. ^{[ 22 ]}

El 29 de agosto de 2019, el ESPRESSO ETC se actualizó para reflejar el aumento en la transmisión después de la misión técnica de julio. Este aumento fue, en promedio, de aproximadamente el 50 % en los modos UHR y HR y de aproximadamente el 40 % en el MR. ^{[ 23 ]}

A fecha de 6 de abril de 2020, el detector de velocidad radial rojo ha alcanzado, al menos durante un breve periodo, una  precisión de ≈10 cm/s, mientras que el detector azul solo ha logrado hasta ahora ≈60  cm/s. ^{[ 24 ]} Debido a la cobertura espectral limitada y la falta de fiabilidad, el peine de frecuencia láser (LFC) no está integrado actualmente en el telescopio y, por ahora, la calibración completa de la longitud de onda tendrá que depender de las dos lámparas de ThAr de reserva, con valores de medición de velocidad radial resultantes limitados por el ruido de fotones, la fluctuación estelar y, por lo tanto, menos precisos de lo esperado. ^{[ 25 ]} Los equipos de operador y detector de ESPRESSO están trabajando para caracterizar y corregir el problema, y ​​se espera que una misión dedicada tenga lugar durante 2020. ^{[ 24 ]}

El 24 de mayo de 2020, un equipo liderado por A. Suárez Mascareño confirmó la existencia del exoplaneta Proxima b , determinando que tiene aproximadamente 1,17 veces la masa de la Tierra, menor que la estimación anterior de 1,3 veces. También sugirieron que se encuentra en la zona habitable de su estrella, alrededor de la cual orbita en 11,2 días. ESPRESSO alcanzó una precisión de 26 cm/s, aproximadamente tres veces la precisión obtenida con HARPS . También encontraron una segunda señal en los datos que podría ser de origen planetario, con una semi-amplitud de solo 40 cm/s y un período de 5,15 días. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

El 28 de agosto de 2020 se anunció que en las próximas semanas se planea reanudar mínimamente las operaciones científicas en el Observatorio Paranal, tras una suspensión de cinco meses debido a la pandemia de COVID-19 . ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Al 11 de junio de 2021, persiste un problema con el detector criostático azul causado por inestabilidades de temperatura, y se ha producido un problema de comunicación entre el corrector de dispersión atmosférica y el resto del instrumento. Estos problemas están reduciendo la resolución de detección que se puede lograr con el instrumento. ^{[ 30 ]}

Se programó una intervención importante en el instrumento entre el 1 y el 16 de mayo de 2022, y el instrumento estará fuera de servicio desde el 1 de mayo hasta aproximadamente el 23 de mayo. Tras la intervención, se espera una mejora en el rendimiento general del instrumento y en la estabilidad de la velocidad radial, particularmente en el detector azul. ^{[ 31 ]}

Como resultado de la intervención en el instrumento, la estabilidad del criostato azul ha mejorado drásticamente. Sin embargo, debido a un cambio en la dispersión transversal y en la dirección de dispersión (tanto en el eje x como en el eje y) de los detectores del criostato rojo y azul, inducido por la intervención, la combinación de datos de diferentes píxeles para producir una imagen enfocada se ha vuelto problemática en el modo MR4x2 y en el nuevo modo HR4x2. Este problema debería solucionarse en la nueva versión del pipeline, es decir, en una próxima actualización de software. ^{[ 32 ]}

Los principales objetivos científicos de ESPRESSO son: ^{[ 33 ] [ 34 ]}

• La medición de velocidades radiales de alta precisión de estrellas de tipo solar para la búsqueda de planetas rocosos en la zona habitable de su estrella.
• La medición de la variación de las constantes físicas
• El análisis de la composición química de las estrellas en galaxias cercanas.

ESPRESSO fue desarrollado por un consorcio formado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) y siete institutos científicos:

• Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto (Portugal)
• Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, CAAUL & LOLS (Portugal)
• Observatorio Astronómico de Trieste (Italia)
• Observatorio Astronómico de Brera (Italia)
• Instituto de Astrofísica de Canarias (España)
• Instituto de Física de la Universidad de Berna (Suiza)
• Universidad de Ginebra (Suiza)
• Instituto de Astrofísica y Ciencias Espaciales (Portugal)

El investigador principal es Francesco Pepe.

• espectrógrafo CORALIE
• espectroscopia Doppler
• espectrógrafo ELODIE
• espectrógrafo EXPRES
• espectrógrafo HIRES
• Listas de planetas
• Espectrógrafo de escala SOPHIE

• Contenido multimedia relacionado con ESPRESSO en Wikimedia Commons
• ESPRESSO en eso.org
• ESPRESSO en unige.ch Archivado el 25/09/2016 en Wayback Machine
• Pepe, F.; Molaro, P.; Cristiani, S.; Rebolo, R.; Santos, Carolina del Norte; Dekker, H.; Mégevand, D.; Zerbi, FM; Cabral, A.; Di Marcantonio, P.; Abreu, M.; Affolter, M.; Aliverti, M.; Allende Prieto, C.; Amate, M.; Ávila, G.; Baldini, V.; Bristow, P.; Broeg, C.; Cirami, R.; Coelho, J.; Conconi, P.; Coretti, I.; Cupani, G.; D'Odorico, V.; De Caprio, V.; Delabre, B.; Dorn, R.; Figueira, P.; et  al. (2014). "ESPRESSO: El próximo cazador europeo de exoplanetas". arXiv : 1401.5918 [ astro-ph.IM ].