El instrumento polarimétrico y espectroscópico Potsdam Echelle (PEPSI) del Large Binocular Telescope (LBT) en Arizona lanzó su primer lote de datos de alta resolución espectral a la comunidad científica. En una serie de tres artículos en la revista europea Astronomía y Astrofísica , el equipo de PEPSI presenta un nuevo atlas espectral del sol, un total de 48 atlas de estrellas de referencia brillantes, y un análisis detallado de las abundancias químicas del sistema planetario anfitrión Kepler-444 de 10 mil millones de años.

Los atlas espectrales son las huellas dactilares de una estrella y brindan información sobre casi todas sus propiedades físicas, como la temperatura, presión, velocidades y composición química. El primer artículo contiene un nuevo atlas espectral del sol y demuestra por primera vez que un instrumento de telescopio nocturno puede alcanzar una calidad comparable a un instrumento solar especializado. Todos los espectros solares y estelares se tomaron con una resolución espectral sin precedentes de l / Dl =250, 000, una resolución equivalente a 1/100 del diámetro de un átomo de hidrógeno (siendo l la longitud de onda y Dl la separación medible más pequeña de dos longitudes de onda) y cubre toda la luz óptica y del infrarrojo cercano (de 383 a 914 nm).

Para el sol, se analizaron previamente varias series de tiempo espectrales con hasta 300 espectros individuales por día y también se proporcionan a la comunidad. "Estos datos recuperan la conocida oscilación solar de 5 minutos a un pico de 3 mHz (5,5 min) de la luz promediada en el disco con una amplitud de velocidad radial de solo 47 cm / s, una velocidad increíblemente pequeña desde un punto de vista estelar, "dice el profesor Strassmeier, Investigador principal de PEPSI y director de la rama de Campo Magnético Cósmico en el Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP). El nuevo atlas también se utilizó para volver a determinar la abundancia de litio en el sol con una precisión muy alta. "El litio es un elemento clave para la nucleosíntesis en el universo y también es un trazador de los procesos de mezcla dentro de las estrellas, "explica el Dr. Matthias Steffen, uno de los científicos del proyecto. Se aplicaron atmósferas de modelo dinámico tridimensional y un tratamiento estadístico completo de las propiedades espectrales del átomo de litio para determinar la abundancia solar.

Los 48 atlas estelares del segundo artículo incluyen las estrellas de referencia del norte de Gaia, así como otras estrellas estándar de Morgan-Keenan. Los espectros de estos objetivos no estaban disponibles antes con la resolución dada y la relación señal-ruido (S / N). La última cantidad representa el ruido del fotón en relación con la intensidad de la señal de la estrella y, por tanto, la calidad de los espectros. La S / N previamente disponible para el trabajo en parámetros astrofísicos era típicamente de varios cientos a una resolución espectral l / Dl de como máximo 100, 000. "PEPSI y LBT proporcionan una relación señal / ruido de varios miles con una resolución espectral tres veces superior en promedio, "dice Ilya Ilyin, Científico del proyecto de PEPSI. "Con tales números, ahora tenemos la calidad típica del espectro diurno similar al solar disponible también para estrellas brillantes durante la noche, "añade Strassmeier.

Finalmente, en el tercer artículo, la estrella "Kepler-444, "que alberga cinco planetas subterrestres, se confirmó que tenía 10.500 millones de años, más del doble de la edad de nuestro sol y un poco más joven que el universo en su conjunto. La estrella también es pobre en metales. El patrón de abundancia química del espectro PEPSI indica una fracción de masa de núcleo de hierro inusualmente pequeña del 24 por ciento para sus planetas si la estrella y los planetas se formaran juntos. Para comparacion, Los planetas terrestres del sistema solar tienen típicamente una fracción de masa de núcleo de hierro del 30 por ciento. Esto indica que los planetas alrededor de estrellas anfitrionas pobres en metales son menos densos que los planetas rocosos de tamaño comparable alrededor de estrellas anfitrionas más ricas en metales como el sol, "explica Claude" Trey "Mack, científico del proyecto para la observación Kepler-444.