Fundamental physics with ESPRESSO: Towards an accurate wavelength calibration for a precision test of the fine-structure constant

Schmidt, Tobias M.; Molaro, Paolo; Murphy, Michael T.; Lovis, Christophe; Cupani, Guido; Cristiani, Stefano; Pepe, Francesco A.; Rebolo, Rafael; Santos, Nuno C.; Abreu, Manuel; Adibekyan, Vardan; Alibert, Yann; Aliverti, Matteo; Allart, Romain; Allende Prieto, Carlos; Alves, David; Baldini, Veronica; Broeg, Christopher; Cabral, Alexandre; Calderone, Giorgio; Cirami, Roberto; Coelho, João; Coretti, Igor; D'Odorico, Valentina; Di Marcantonio, Paolo; Ehrenreich, David; Figueira, Pedro; Genoni, Matteo; Génova Santos, Ricardo; González Hernández, Jonay I.; Kerber, Florian; Landoni, Marco; Leite, Ana C. O.; Lizon, Jean-Louis; Lo Curto, Gaspare; Manescau, Antonio; Martins, Carlos J. A. P.; Megévand, Denis; Mehner, Andrea; Micela, Giuseppina; Modigliani, Andrea; Monteiro, Manuel; Monteiro, Mario J. P. F. G.; Mueller, Eric; Nunes, Nelson J.; Oggioni, Luca; Oliveira, António; Pariani, Giorgio; Pasquini, Luca; Redaelli, Edoardo; Riva, Marco; Santos, Pedro; Sosnowska, Danuta; Sousa, Sérgio G.; Sozzetti, Alessandro; Suárez Mascareño, Alejandro; Udry, Stéphane; Zapatero Osorio, Maria-Rosa; Zerbi, Filippo
Referencia bibliográfica

Astronomy and Astrophysics

Fecha de publicación:
2
2021
Número de autores
59
Número de autores del IAC
5
Número de citas
21
Número de citas referidas
16
Descripción
Observations of metal absorption systems in the spectra of distant quasars allow one to constrain a possible variation of the fine-structure constant throughout the history of the Universe. Such a test poses utmost demands on the wavelength accuracy and previous studies were limited by systematics in the spectrograph wavelength calibration. A substantial advance in the field is therefore expected from the new ultra-stable high-resolution spectrograph ESPRESSO, which was recently installed at the VLT. In preparation of the fundamental physics related part of the ESPRESSO GTO program, we present a thorough assessment of the ESPRESSO wavelength accuracy and identify possible systematics at each of the different steps involved in the wavelength calibration process. Most importantly, we compare the default wavelength solution, which is based on the combination of Thorium-Argon arc lamp spectra and a Fabry-Pérot interferometer, to the fully independent calibration obtained from a laser frequency comb. We find wavelength-dependent discrepancies of up to 24 m s-1. This substantially exceeds the photon noise and highlights the presence of different sources of systematics, which we characterize in detail as part of this study. Nevertheless, our study demonstrates the outstanding accuracy of ESPRESSO with respect to previously used spectrographs and we show that constraints of a relative change of the fine-structure constant at the 10-6 level can be obtained with ESPRESSO without being limited by wavelength calibration systematics.
Proyectos relacionados
Mapa de todo el cielo mostrando la distribución espacial de las anisotropias primarias del Fondo Cósmico de Microondas (generadas sólo 380,000 años después del Big Bang) extraído de las observaciones del satélite Planck
Anisotropía del Fondo Cósmico de Microondas

El objetivo general de este proyecto es determinar y estudiar las variaciones espaciales y espectrales en la temperatura del Fondo Cósmico de Microondas y en su Polarización en un amplio rango de escalas angulares que van desde pocos minutos de arco hasta varios grados. Las fluctuaciones primordiales en la densidad de materia, que dieron origen a

Rafael
Rebolo López
Descubrimiento de un sistema de supertierras orbitando la estrella HD 176986 con aproximadamente 5.7 and 9.2 masas de la Tierra
Estrellas de Baja Masa, Enanas Marrones y Planetas

Se investigan los procesos que conducen a la formación de estrellas de baja masa, enanas marrones y exoplanetas y caracterizar las propiedades físicas de estos astros en varias etapas evolutivas. Las estrellas de muy baja masa y las enanas marrones son probablemente los objetos más numerosos de nuestra Galaxia, pero no por ello están

Rafael
Rebolo López
spectrum of mercury lamp
Abundancias Químicas en Estrellas

La espectroscopía de estrellas nos permite determinar las propiedades y composiciones químicas de las mismas. A partir de esta información para estrellas de diferente edad en la Vía Láctea es posible reconstruir la evolución química de la Galaxia, así como el origen de los elementos más pesados que el boro, forjados principalmente en los interiores

Carlos
Allende Prieto