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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

ESPRESSO: um novo espectrógrafo para o VLT (parte III) - um Coudé Train (ESPRESSO III)

FCOMP-01-0124-FEDER-019884 & PTDC/CTE-AST/120251/2010

Investigador responsável
Nuno C. Santos

Em linha com o que foi previamente apresentado e discutido com a FCT, o projeto aqui apresentado é o terceiro de um plano que tem como objetivo apoiar a participação nacional no projeto de um novo espectrógrafo de alta resolução e grande estabilidade para o 'Very Large Telescope' (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO): o ESPRESSO. Em particular, o projeto focar-se-à na nossa contribuição científica, bem como na construção de um dos 4 'Coudé Train' (sob responsabilidade da equipa nacional).

Um projeto já financiado pela FCT (iniciado em 2010) cobre neste momento todas as despesas relativas às primeiras fases do ESPRESSO (despesas de hardware não estão incluídas). Um outro projeto (parte II) será também agora submetido para cobrir a construção de outra componente instrumental: os Atmospheric Dispersion Correctors (ADCs). Nenhum destes projetos é coincidente no tempo.

A construção de diversos espectrógrafos de alta resolução ao longo dos últimos anos permitiu um desenvolvimento considerável de diversos domínios da Astrofísica. Áreas como a deteção de planetas extra-solares, o estudo de oscilações em estrelas de tipo solar, a descoberta de que as constantes fundamentais da física podem ter variado no passado, ou a análise de abundâncias químicas em estrelas distantes, obtiveram grandes avanços. Novas questões foram levantadas, e novas soluções são agora procuradas.

Motivado por estes estudos, uma nova geração de instrumentos e telescópios está agora a ser desenvolvida por diferentes equipas em todo o mundo. Estes incluem uma nova geração de Extremely Large Telescopes (ELTs). Em paralelo, um conjunto de instrumentos está a ser planeado para os telescópios atualmente existentes.

Neste contexto, o ESO abriu em Março de 2008 uma 'call-for-proposals' para construir um novo espectrógrafo de alta resolução e grande estabilidade, para instalar nos telescópios do VLT. Em resposta, foi criado um consórcio que inclui o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (como instituição que lidera um grupo que inclui ainda o SIM e o CAAUL, da FCUL), o Observatório de Genebra e o Instituto de Física da Universidade de Berna (Suíça), o Instituto de Astrofísica das Canárias (Espanha), e os Observatório de Trieste e Brena/INAF (Itália). O espectrógrafo foi batizado ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations). O PI do presente projeto é um dos 4 Co-PIs do consórcio internacional do ESPRESSO.

O consórcio propôs ao ESO a construção de um espectrógrafo de alta eficiência, resolução e estabilidade para instalar no foco de Coudé do VLT (Pepe et al. 2010). O objetivo é combinar a grande eficiência de instrumentos como o UVES com a estabilidade de um espectrógrafo como o HARPS (http://www.eso.org/sci/facilities). O ESPRESSO será portanto um instrumento inovador que vai otimizar as capacidades do VLT. Em particular, deverá ser capaz de combinar a luz dos 4 telescópios de 8 metros do VLT, 'criando' uma capacidade coletora de fotões equivalente à de um telescópio de 16 metros, vários anos antes dos primeiros ELTs estarem prontos.

Após a avaliação dos estudos preliminares (feitos em 2009 pelo consórcio), o projeto foi aceite para construção pelo ESO em Junho de 2010. O desenho detalhado das várias componentes do instrumento está agora a ser feito, e a encomenda/compra das diferentes componentes será iniciada em 2012. Se não houver dificuldades de maior, o ESPRESSO estará montado no VLT em 2016.

A grande precisão das velocidades radiais que se podem medir com o ESPRESSO, combinadas com a grande área coletora, vai certamente permitir grandes descobertas em variadas áreas da Astrofísica (como as mencionadas em cima). Grande atenção deverá ser dada no entanto aos dois principais casos científicos do ESPRESSO: a descoberta de outras Terras, e a medição da variação das constantes fundamentais da Física. O ESPRESSO vai efetivamente alterar o nosso conhecimento atual nestas duas áreas de grande impacto.

A participação Portuguesa no consórcio do ESPRESSO é neste aspeto crucial. Por um lado, todas as áreas científicas mencionadas acima têm grande relevância no contexto da Astronomia nacional. Isto aplica-se em particular a alguns elementos da nossa equipa, cujo trabalho nestas áreas é reconhecido internacionalmente. Mais ainda, e baseados na experiência bem sucedida na construção de outros instrumentos, no quadro do projeto ESPRESSO a nossa equipa é responsável pelo desenho e construção do 'Coudé Train' do VLT (Cabral et al. 2010). Esta componente vai trazer a luz diretamente dos 4 telescópios para o 'Combined Coudé Room', onde o ESPRESSO estará montado.

O objetivo do projeto atual é dar à equipa nacional os meios necessários para continuar a participação neste projeto, em particular permitindo construir uma das sub-componentes de que é responsável: um dos 4 'Coudé Train'.

Instituições & Unidades de Investigação envolvidas no projecto:
- Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP/UP)
- Fundação da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FFC/FC/UL)
- Centro de Astronomia e Astrofísica (CAA/FC/UL)

Instituição financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Início: 1 janeiro 2013
Fim: 28 fevereiro 2014


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O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço é (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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