Från Uppsala till Chile: Avancerade diamantkoronagrafer för att upptäcka jordliknande planeter

Genom min forskning inom precis mikro- och nanostrukturering av diamant för optiska tillämpningar i det infraröda (IR) våglängdsområdet har vi tagit fram första generationen diamantkoronagrafer för att direkt avbilda extrasolära planeter. Men för att kunna se planeter så små som jorden behövs ännu bättre diamantkoronagrafer.

Koronagrafernas funktion är att inom IR området (här skiner en jordliknande planet som starkast) blockera stjärnljuset utan att påverka ljuset från en eventuell närliggande planet. På så sätt kan ljuset från planeten avslöjas. Min forskargrupp på Uppsala universitet har under de senaste två åren jobbat med att utveckla och tillverka fem stycken ännu mer avancerade koronagrafer i diamant.

De här diamantkoronagraferna kommer att installeras i Extremely Large Telescope (ELT) i Chile. ELT kommer bli det största och mest kraftfulla teleskopet på jorden och beräknas stå klart 2028. Koronagraferna kommer att göra det möjligt att upptäcka jordliknande planeter, något som betecknas som den ”heliga gralen” inom astronomi.

I det här forskningsutbytet, som möjliggjordes med anslag från Svensk-Franska Stiftelsen, har jag spenderat tid hos CEA Saclay i Paris för att optiskt utvärdera diamantkoronagraferna (enda stället i världen som kan göra den här typen av mätningar). Den optiska utvärdering var helt nödvändigt för att vi skulle kunna ta tillbaks koronagraferna till Uppsala för att justera dem till den prestandan som krävs för att de ska kunna installeras i ELT.

Efter justeringarna i Uppsala tog jag tillbaks koronagraferna till CEA Saclay så att vi kunde utvärdera om vi nått rätt prestanda – något vi lyckades med. Diamantkoronagraferna väntar nu på att installeras i det så kallade METIS-instrumentet på ELT. Vidare så har det här utbytet redan resulterat i en vetenskaplig publikation. Tack vara det här utbytet blev jag även inbjuden till en workshop på Observatoire de Paris i mars 2024 gällande forskning och utveckling av rymdbaserade koronagrafer i Europa. Workshopen var finansierad av CNRS/INSU och merparten av deltagarna är de stora forskningsinstitutionerna i Frankrike.

Det här är ett initiativ för att diskutera Europas möjligheter att kunna bidra med koronagrafer till det kommande rymdteleskopet Habitable World Observatory (HWO), som NASA planerar att sända upp 2040. Förhoppningen är att deltagarna i det här initiativet framöver kommer kunna bidra med ännu mer avancerade koronagrafer för installation på HWO, vilket kommer göra det möjligt att leta efter en analog till vår jord.

En lite oväntad och rolig upplevelse hos CEA Saclay var att jag hastigt och lustigt blev inbjuden att vara med när de satte upp ett avancerat portabelt solteleskop vid CEA Saclay’s högkvarter för att visa den höga aktiviteten på solens yta. En mängd studenter bjöds även in och det hela slutade med en väldigt givande eftermiddag!

Det här utbytet som möjliggjordes av Svensk-Franska Stiftelsen, har var väldigt givande, inte bara forskningsmässigt, utan även för mig personligen. Att spendera tid i Frankrike och lära känna landet ännu bättre har varit fantastiskt. Lyckligtvis har det här utbytet gjort att jag fått nya kontakter med fler forskningsorganisationer utöver CEA Saclay, som Observatoire de Paris och Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, vilket ger mig möjligheter att fortsätta och utöka mitt samarbeta med franska organisationer.