Exoplanets through extreme optics: from PLATO to SHARK-NIR

L’Osservatorio di Padova (Istituto Nazionale di Astrofisica) e l’Università di Padova negli ultimi anni sono stati coinvolti massicciamente in progetti dedicati alla ricerca di pianeti extrasolari, sia con strumenti e telescopi da terra che dallo spazio. SHARK-NIR, che sta per “System for coronagraphy with High order Adaptive optics from R to K band – Near-Infrared”, è uno strumento disegnato per cercare e caratterizzare sistemi solari giovani e regioni di formazione stellare nel dominio di lunghezze d’onda del vicino infrarosso. La tecnica devota all’osservazione è quella spettroscopica e dell’immagine diretta. Questo strumento ottico è stato selezionato per la seconda generazione di dispositivi per il Large Binocular Telescope (LBT), con il vantaggio di sfruttare le eccellenti prestazioni del sistema di ottica adattiva di LBT. La correzione di ottica attiva estrema di LBT (XAO), è il requisito necessario di SHARK-NIR per ottenere la migliore cronografia attualmente disponibile con LBT ed è obbligatoria quando l’obiettivo è studiare pianeti poco luminosi che orbitano attorno a stelle brillanti. CHEOPS, che sta per “CHaracterising ExOPlanet Satellite”, è la prima missione spaziale dedicata alla caratterizzazione di piccoli pianeti già noti attorno a stelle brillanti tramite fotometria ad altissima precisione. Si otterranno accurate misure del raggio dei pianeti per i quali la massa è già nota da campagne spettroscopiche con telescopi da terra. Inoltre si conosceranno con precisione i raggi dei nuovi pianeti scoperti dalle campagne di osservazione da terra di nuova generazione basate sulla tecnica dei transiti, fino a pianeti di dimensioni di Nettuno o inferiori. PLATO, che sta per “PLAnetary Transits and Oscillations of stars”, è una missione proposta per il programma di nuovi satelliti di medie dimensioni “Cosmic Vision” dell’Agenzia Spaziale Europea. Il telescopio è focalizzato alla ricerca e caratterizzazione di eso-pianeti attorno a stelle brillanti e vicine al nostro Sole. Il progetto proposto dal consorzio PLATO consiste in un telescopio multiplo, composto da decine di telescopi singoli uguali, per i quali si è sviluppata una soluzione ottica totalmente rifrattiva. Ogni singolo telescopio ha un grande campo di vista (fino a 20 gradi) e una qualità ottica tale da concentrare la maggior parte dell’energia raccolta in un singolo elemento del sensore di immagini. Un tale scopo è raggiungibile applicando una molteplicità di soluzioni, tra cui anche l’uso di elementi ottici asferici. In questa tesi descriverò le attività svolte sia nell’ambito di un progetto spaziale che di uno strumento per telescopio a terra. Il progetto PLATO è stato trattato nell’ambito dell’integrazione, assemblaggio e verifica (AIV) del prototipo della singola unità ottica del telescopio, allo scopo di validare la procedura completa di AIV e le prestazioni in condizioni di volo. Riguardo lo strumento SHARK-NIR si spiegheranno le attività svolte per l’allineamento ottico e la qualificazione finale.