SPHERE, acronimo di Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, è uno strumento di II generazione destinato al VLT, che si pone l’obiettivo di scoprire e caratterizzare nuovi pianeti giganti extrasolari, mediante osservazioni dirette spettroscopiche e polarimetriche. Per consentire lo studio dei sistemi planetari nelle varie età evolutive, SPHERE è un sistema che contiene al suo interno differenti canali ottici, ognuno equipaggiato con un particolare strumento. Per i pianeti giovani le osservazioni verranno effettuate studiando direttamente la loro emissione con immagini IR differenziali (IRDIS) e spettroscopia IR a campo intero (IFS) nelle finestre spettrali atmosferiche delle bande Y, J, H e Ks (~0.95 – 2.32μm).
Per i sistemi evoluti, si studierà la luce riflessa in polarimetria differenziale nel visibile utilizzando una fastmodulation polarizing camera (ZIMPOL). Oltre a questi strumenti, SPHERE usa un modulo di ottica adattiva di elevate prestazioni, un coronografo interferenziale ed una correzione del tip-tilt.
La sfida è gestire la grande differenza di luminosità tra pianeta e stella, maggiore di 12.5 magnitudini, il tutto con una separazione angolare talmente piccola da far sparire il pianeta nell’alone della stella. Per questo motivo l’intero disegno di SPHERE è ricolto a massimizzare le capacità di risolvere oggetti vicini con grande differenza di luminosità.
Schema di principio di SPHERE con evidenziati i principali componenti e il CP (common path) in comune ai vari sottosistemi
Elaborazione CAD 3D di SPHERE montato al fuoco Nasmyth di VLT