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【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】自从组成ESO 超大望远镜（VLT）的四台望远镜中的第一台望远镜看到了第一束以来，这已经过去了20年。自2000年以来所有四个都已投入运营，VLT的最初目标之一是让所有四台望远镜“范围”组合在一起工作，现在已经实现了。

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ESPRESSO（用于岩态系外行星和稳定光谱观测的阶梯光谱仪）仪器收集了智利ESO超大望远镜8.2米望远镜中全部四台捕捉到的光。结合的光收集区域使其成为现存最大的光学望远镜。图片版权：ESO/L. Calcada

结合了来自全部四个VLT望远镜捕捉到的光的仪器被称为ESPRESSO，它代表了用于岩态系外行星和稳定光谱观测的阶梯光谱仪。ESPRESSO从VLT的四个望远镜中的8.2米反射镜中捕获每个光线。这种组合使得ESPRESSO成为世界上最大的光学望远镜。

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巨大的衍射光栅是超精密ESPRESSO摄谱仪的核心。在这张图片中，衍射光栅正在德国加兴贝恩慕尼黑ESO总部的洁净室进行测试。图片版权：ESO/M. Zamani

组合VLT四台望远镜的能力对于ESO来说是一个巨大的里程碑。作为ESO的ESPRESSO仪器科学家Gaspare Lo Curto说：ESO已经实现了一个梦想，该梦想可追溯到1980年代VLT的设想：将来自Cerro Paranal的所有四台望远镜的光线集中在一起传给一个单一的仪器！兴奋的是这真实的，因为除了其他科学目标，ESPRESSO将是一个非常强大的行星寻找望远镜。ESPRESSO仪器科学家Gaspare Lo Curto说：ESO实现了一个梦想，可以追溯到20世纪80年代VLT构想的时代。

ESPRESSO使用反射镜，透镜和棱镜系统将来自四台VLT示波器的光线传输到光谱仪。这是通过一个隧道网络完成的，当它被构建时，这些隧道被合并到VLT中。ESPRESSO可以灵活地组合来自全部四个或任何一个望远镜的光线。这种观察灵活性也是ESPRESSO的最初设计目标。四台望远镜经常与VLT干涉仪一起运行，但这与ESPRESSO有很大不同。VLT干涉仪使天文学家可以研究明亮物体的极端细节，但它不会将四台望远镜的光线合并到一台仪器中。ESPRESSO收集来自所有四个示波器的光线，并将其分解为各种颜色。这允许详细分析远处物体的组成。

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ESPRESSO的团队成员在ESPRESSO控制室看第一束光的聚集。图片版权：ESO/D. Megevand

ESPRESSO是一个非常复杂的工具，这解释了为什么直到现在才实施。它的工作原理称为“非相干焦点”。从这个意义上讲“非相干”意味着来自所有四个望远镜的光线被加在一起，但相位信息并不像VLT干涉仪那样包含在内。这可以归结为VLT干涉仪和ESPRESSO都使用所有四个VLT望远镜的光线，但ESPRESSO仅具有一个8.2镜像的空间分辨率。顾名思义，ESPRESSO就是关于详细的光谱分析。而且在这方面表现优异。

ESPRESSO与全部四台望远镜合作，让我们对ESO极端大望远镜等新一代望远镜在未来几年内将提供的一个诱人预测。ESPRESSO是高精度径向速度行星搜索器HARPS的继承者，它迄今为止是我们最好的系外行星猎手。HARPS是由ESO运营的3.6米望远镜，也是基于中阶梯光谱仪。但ESPRESSO的威力将会超过HARPS。ESPRESSO有三个主要的科学目标：

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行星狩猎
测量基本物理常数的变化
周边星系中恒星的化学组成分析

行星狩猎

ESPRESSO将对其他太阳能系统中太阳能类恒星的径向速度进行高精度测量。当太阳系中的行星与我们的太阳一起行走时，它就像一颗外行星绕着它的恒星旋转，与恒星一起参加舞蹈或拔河比赛。ESPRESSO将能够测量非常小的“舞蹈”，这意味着它将能够探测到非常小的行星。目前行星搜索仪器不像ESPRESSO那么敏感，这意味着系外行星搜索结果偏向于更大的行星。ESPRESSO应该检测更小的地球大小的行星。

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位于帕纳尔天文台的这四个台单位的望远镜组成了ESO的超大望远镜。图片：By ESO/H.H.Heyer [CC BY 4.0

测量基本物理常数的变化

这就是ESPRESSO的合光能力最有用的地方。ESPRESSO将被用来观察极其遥远和微弱的类星体，试图测量宇宙中基本物理常数的变化。这不仅仅是仪器的光线合成能力，而且还有仪器的极端稳定性。具体来说，ESPRESSO会尽量把我们的最精确的测量尚的精细结构常数，而质子电子质量比。天文学家想知道这些是否随时间而改变。科学家们将使用ESPRESSO来检查这些遥远类星体的古代光线以测量任何变化。

周边星系中恒星的化学组成分析

ESPRESSO将为测量附近星系中的恒星开辟新的可能性。它的高效率和高分辨率将使天文学家能够以前所未有的细节研究银河系以外的恒星。更好地理解其他星系中的恒星总是天文学中的优先项目。项目科学家Paolo Molaro说：这个令人印象深刻的里程碑是多年来由一个庞大的科学家和工程师团队完成的工作，能够看到ESPRESSO与所有四台望远镜一起工作，我感到非常高兴，我期待着即将到来的令人兴奋的科学成果。

知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考： Astronomy, ESO, ESO VLT, ESPRESSO, exoplanets, Featured, Very Large Telescope (VLT)
作者：Evan Gough
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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传播：博科园