En ny, Markbaserad spektrometer designad och byggd på Yale representerar det mest kraftfulla steget hittills i ansträngningen att identifiera planeter i jordstorlek i närliggande solsystem.

Det nya instrumentet, Extreme Precision Spectrometer (EXPRES), är nu i drift och samlar in data vid Lowell Observatory Discovery Channel Telescope i Arizona. EXPRES kommer att förbättra mätprecisionen med en faktor 10, möjliggör detektering av små, steniga planeter runt närliggande stjärnor.

"Ända tills nu, de enda planeterna vi kunde upptäcka med markbaserade spektrografer var de större, Saturns och Jupiters, " sa Yale professor Debra Fischer, vars team designade EXPRES. "Vi vet att de mindre planeterna finns där ute, men de har glidit genom våra nät."

Bättre data är särskilt viktigt, Fischer noterade, för även om astronomer har identifierat tusentals nya planeter under de senaste åren, ingen är analog till jorden. Att förstå vilka planeter som liknar jordens storlek och som kretsar på avstånd från sina värdstjärnor där vatten sannolikt samlas in i sjöar eller hav kommer att vara avgörande i sökandet efter liv på andra ställen i kosmos, tillade hon.

Fischer tillkännagav inledande detaljer om installationen av EXPRES vid 2018 års årsmöte för American Association for the Advancement of Science i Austin, Texas.

"Framtiden för exoplanetforskning beror kritiskt på hur väl vi förbättrar radiell hastighetsprecision i spektrometrar idag, sa Fischer.

Spektrometrar är instrument som astronomer använder för att studera ljus som sänds ut av planeter, stjärnor, och galaxer. De används tillsammans med antingen ett markbaserat eller orbitalt teleskop. Spektrometrar sträcker ut en ljusstråle till ett spektrum av frekvenser - som sedan analyseras för att bestämma ett objekts hastighet, riktning, kemisk sammansättning, eller massa. En stjärnas gravitation håller en planet i sin bana, men planeten drar också i stjärnan. Radiell hastighet hänvisar till stjärnans rörelse längs vår siktlinje.

Utmaningen för astronomer har varit att designa spektrometrar med tillräcklig stabilitet och trohet för att mäta små vinglar från jordliknande planeter. För EXPRES, Fischer arbetade med Jessi Cisewski, en biträdande professor i statistik och datavetenskap vid Yale, att utveckla mjukvara som reder ut subtila bruskällor i stjärnspektrat.

Fischer sa att resultatet borde vara ganska talande. "Det motsvarar skillnaden mellan tidiga digitalkameror från 10 år sedan och den senaste smartphonefotograferingen, " Hon sa.

Med EXPRES igång i Arizona, och den liknande avancerade ESPRESSO-spektrometern byggd av schweiziska astronomer i Chile, Fischer och andra exoplanetforskare förbereder sig för en mängd nya data som dramatiskt kan främja sökandet efter extrasolärt liv.

"Vi har designat några mycket smarta tester, " förklarade hon. "Det kommer att bli fantastiskt."