Il nuovo strumento NEID, ora installato presso il telescopio WIYN da 3,5 metri del Kitt Peak National Observatory nell'Arizona meridionale, STATI UNITI D'AMERICA, ha fatto le sue prime osservazioni. Lo strumento finanziato dalla NSF-NASA è progettato per misurare il movimento delle stelle vicine con estrema precisione, circa tre volte migliore rispetto alla generazione precedente di strumenti all'avanguardia, consentendoci di rilevare, determinare la massa di, e caratterizzano esopianeti piccoli come la Terra.

Arroccato in cima alla terra di Tohono O'odham Nation nel deserto dell'Arizona-Sonora, Lo spettrografo a caccia di esopianeti NEID è ora sulla strada per scoprire esopianeti di massa terrestre. Il nuovo strumento, uno spettrometro a velocità radiale di estrema precisione, sta raccogliendo la luce delle stelle sul telescopio WIYN di 3,5 metri al Kitt Peak National Observatory (KPNO), un programma del National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory della NSF (OIR Lab della NSF).

L'annuncio della prima luce è stato dato in una conferenza stampa tenutasi oggi al 235° meeting dell'American Astronomical Society.

Il NEID rileva gli esopianeti misurando il sottile effetto che questi pianeti hanno sulle loro stelle madri. I pianeti attraggono gravitazionalmente la stella su cui orbitano, producendo una piccola "oscillazione", uno spostamento periodico della velocità della stella. Questo accade nel nostro sistema solare:Giove fa muovere il Sole a circa 47 km/h (circa 29 miglia all'ora:più veloce del velocista da record Usain Bolt!), mentre la Terra provoca un movimento tranquillo con una velocità di soli 0,3 km/ora (circa 0,2 miglia orarie). La dimensione dell'oscillazione è proporzionale alla massa di un pianeta orbitante, il che significa che le misurazioni NEID possono essere utilizzate per determinare le masse degli esopianeti. Gli strumenti attuali possono misurare velocità fino a 3,5 km/ora (poco più di 2 miglia all'ora:un passo lento), ma il NEID è stato costruito per rilevare velocità ancora più basse, scoprendo potenzialmente esopianeti di massa terrestre.

"Nell'ultimo decennio lo stato dell'arte è stato di circa 3,5 km/ora, " spiega Jason Wright, Scienziato del progetto NEID presso la Penn State University. "Il NEID dovrebbe raggiungere 1 km/ora, spingendo la busta a una maggiore precisione."

Già un'impressionante macchina per la caccia di esopianeti, Il NEID diventa ancora più potente in collaborazione con osservatori spaziali, come il Transiting Exoplanet Survey Satellite.

"Quando combiniamo le future osservazioni NEID con i dati dei veicoli spaziali, le cose diventeranno davvero interessanti, e potremo imparare di cosa sono fatti i pianeti, " continua Wright. "Conosceremo la densità del pianeta, che è un indizio per capire quanta atmosfera ha il pianeta; è gassoso come Saturno, un gigante di ghiaccio come Nettuno, roccioso come la Terra, o qualcosa nel mezzo:una super-Terra o un sub-Nettuno?"

Per consentire al NEID di effettuare queste misurazioni è necessaria un'estrema precisione e uno strumento altrettanto estremo. La luce stellare raccolta dal telescopio WIYN è alimentata da una fibra ottica a un involucro termico appositamente costruito che racchiude lo strumento NEID. Per garantire che le misurazioni NEID rimangano stabili durante i cinque anni di vita dello strumento, le sue ottiche sono mantenute ad una temperatura fissa che è stabile entro un millesimo di grado.

Le osservazioni della prima luce del NEID hanno preso di mira la stella 51 Pegasi, la prima stella simile al sole trovata, nel 1995, ospitare un pianeta extrasolare. "La prima luce è una pietra miliare importante nello sviluppo di uno strumento, " ha detto Wright. "È la prima verifica che il NEID stia misurando la luce stellare come previsto ed è sulla buona strada per la piena funzionalità".

Le capacità di NEID sono particolarmente impressionanti data la rapidità con cui lo strumento è passato dal tavolo da disegno alla prima luce. "Il breve tempo di sviluppo del NEID è notevole, " spiega Jayadev Rajagopal dell'OIR Lab di NSF, lo scienziato del telescopio WIYN e capo delle operazioni. "Il team NEID ha fornito uno strumento di nuova generazione in soli 3 anni e 9 mesi."

Mentre il NEID è progettato per studiare gli esopianeti, deve fare i conti con il movimento su piccola scala del plasma ribollente sulle superfici delle stelle che crea segnali che possono mascherare o persino imitare i segnali planetari, una sfida che entusiasma gli astrofisici stellari. La produzione scientifica del NEID sarà ulteriormente aumentata rendendo lo strumento ampiamente disponibile per gli astronomi, in contrasto con altri spettrometri di velocità radiale di precisione.

"Uno degli aspetti unici del NEID è che è disponibile per l'uso da parte di tutti gli astronomi, in linea con la missione dell'OIR Lab di NSF, " spiega Sarah Logsdon, il NEID Instrument Scientist presso l'OIR Lab di NSF. Con un pool più ampio di astronomi che utilizzano il NEID per provare una vasta gamma di idee, il team si aspetta che il loro spettrografo possa rivelarsi uno dei più scientificamente produttivi.

Suvrath Mahadevan, Professore di Astronomia e Astrofisica alla Penn State e Principal Investigator del NEID, spiega:"Il progetto NEID offre l'opportunità di lavorare con un team di talento e dinamico, per formare la prossima generazione di sperimentatori, e per sviluppare una macchina di scoperta che tutti gli astronomi possono applicare per l'uso, indipendentemente dalla nazionalità, istituzione o grado".

Gli esopianeti scoperti con il NEID aiuteranno a identificare gli obiettivi per le osservazioni di follow-up con strutture imminenti come il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA, che sarà in grado di rilevare e caratterizzare le atmosfere degli esopianeti in transito. Questo rende il NEID una parte importante della continua ricerca di altre terre, e ci porta un passo avanti nel determinare se ci sono veramente pianeti simili alla Terra altrove nella Via Lattea.