La caccia ai pianeti simili alla Terra, e forse vita extraterrestre, appena diventato più preciso, grazie a misurazioni della luce stellare da record rese possibili da un "astrocomb" del National Institute of Standards and Technology (NIST).

Il pettine di frequenza personalizzato del NIST, che misura con precisione le frequenze, o colori, di luce:garantisce la precisione dell'analisi della luce stellare mediante uno strumento chiamato spettrografo all'Hobby-Eberly Telescope in Texas. Il progetto è una collaborazione che coinvolge NIST, l'Università del Colorado Boulder (CU) e la Pennsylvania State University, il partner principale nel telescopio e nello spettrografo.

Il nuovo apparato a pettine fornisce per la prima volta la precisione necessaria per scoprire e caratterizzare i pianeti in orbita attorno a stelle nane M, che comprendono il 70% delle stelle della galassia e sono abbondanti vicino alla Terra, il gruppo di ricerca ha riferito in ottica .

"Il pettine ha permesso immediatamente ai nostri colleghi della Penn State di effettuare misurazioni che altrimenti non avrebbero potuto fare, Il membro del NIST Scott Diddams ha affermato:"Questi strumenti migliorati dovrebbero consentirci di trovare pianeti abitabili intorno alle stelle più onnipresenti nella nostra galassia".

La fornace nucleare di una stella emette luce bianca, che viene modificato da elementi nell'atmosfera che assorbono certe strette bande di colore. Per cercare pianeti in orbita attorno a stelle lontane, gli astronomi cercano cambiamenti periodici in questa caratteristica "impronta digitale, " questo è, variazioni molto piccole nei colori apparenti della luce delle stelle nel tempo. Queste oscillazioni di colore sono causate dal fatto che la stella viene trascinata avanti e indietro dall'attrazione gravitazionale di un pianeta orbitante invisibile. Questa apparente oscillazione è sottile, e le misurazioni sono limitate dagli standard di frequenza utilizzati per calibrare gli spettrografi.

Centinaia di esopianeti sono stati scoperti utilizzando l'analisi delle oscillazioni delle stelle, ma un pianeta con una massa simile a quella della Terra e orbitante alla giusta distanza da una stella - nella cosiddetta "zona di Riccioli d'Oro" - è difficile da rilevare con la tecnologia convenzionale.

I dati raccolti dal team di ricerca NIST-CU-Penn State mostrano che l'astrocomb consentirà di rilevare pianeti di massa terrestre che causano cambiamenti di colore equivalenti a un'oscillazione di una stella di circa 1 metro al secondo, la velocità approssimativa di una persona che cammina su un Camera, e almeno 10 volte migliore di quanto precedentemente ottenuto nella regione dell'infrarosso dello spettro elettromagnetico. La luce infrarossa è il tipo principale emesso dalle stelle nane M.

Negli ultimi 20 anni, ricercatori del NIST a Boulder, Colorado, prima inventato e poi aperto la strada a ulteriori progressi nei pettini di frequenza ottica. Il pettine consegnato in Texas è unico nell'avere circa 5, 000 "denti" ampiamente distanziati, " o specifici punti di calibrazione del colore. È adattato alla capacità di lettura dello spettrografo Habitable Zone Planet Finder di Penn State e copre la banda di lunghezza d'onda dell'infrarosso target di 800-1300 nm. Solo 60 per 152 centimetri quadrati di dimensione e realizzato con componenti commerciali relativamente semplici, il pettine è anche abbastanza robusto da resistere all'uso continuo in un sito remoto.

Nel fornire luce su misura allo spettrografo, il pettine NIST agisce come un righello molto preciso per calibrare e tracciare i colori esatti nell'impronta digitale di una stella e rilevare eventuali variazioni periodiche. Il pettine, realizzato con la nuova tecnologia laser elettro-ottica, fornisce segnali forti a frequenze target accuratamente definite che possono essere ricondotte a standard di misurazione internazionali.

Il progetto è in cantiere da anni. Il team di ricerca NIST-CU-Penn State ha effettuato un test nel 2012 che ha mostrato la promessa del nuovo approccio. Il nuovo pettine è stato consegnato e ha visto "la prima luce, "come si dice in astronomia, nel febbraio 2018, ed è in funzione ogni notte da maggio 2018. Il nuovo pettine ha una gamma di luce più ampia ed è più stabile rispetto alla precedente versione demo.

Mentre l'idea di utilizzare i pettini di frequenza per aiutare la scoperta del pianeta ha generato molto interesse in tutto il mondo, il nuovo astrocomb del NIST è il primo in funzione alle lunghezze d'onda del vicino infrarosso. Altri pettini attualmente operanti su un telescopio, come l'High Precision Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) in Cile, sono dedicati alle misurazioni della luce visibile.