NYHET Vetenskapsrådet beviljar tolv miljoner till ett projekt som ska ta fram experimentella data med hög noggranhet för höga energinivåer av molekyler så som metan, ammoniak och acetylen, vilka är viktiga inom astrofysik. Dessa data kommer att förbättra noggrannheten hos de teoretiska modellerna som används för att tolka högtemperaturspektra för heta Jupiter-exoplaneter och andra astronomiska objekt.
Aleksandra Foltynowicz Matyba, universitetslektor på Institutionen för fysik
BildMattias Pettersson– Det känns underbart! Egentligen var jag inte med på den första listan över mottagare och förberedde mig redan mentalt för en ny ansökningsprocess när jag några dagar senare fick ett meddelande från Vetenskapsrådet att någon avböjde sitt bidrag och det ges nu till mig. Jag blev euforisk, eftersom detta bidrag är mycket prestigefyllt och generöst och innebär sex års finansiering som gör att vi kan koncentrera oss på forskning, säger Aleksandra Foltynowicz Matyba, universitetslektor på Institutionen för fysik vid Umeå universitet.
En exoplanet är en planet som kretsar kring en annan stjärna än vår sol. Många exoplaneter är lika stora som Jupiter men kretsar så nära sina stjärnor att deras temperatur når upp till 700 grader Celsius. Även om liv troligen inte kan existera på dessa heta ställen ger studier av dem unik information om vårt universum.
All information om dessa objekt kommer från satellit- och markbaserade observationer. I synnerhet kan spektrala observationer ge oss information om sammansättningen och förhållandena i planetens atmosfär, fotokemi och planetbildning. För att extrahera informationen behövs exakta teoretiska modeller av högtemperaturspektra som har verifierats med laboratoriemätningar. Sådana data saknas ofta även för de relativt enkla molekylerna. Vår förståelse för molekylers energinivåstruktur begränsas av bristen på experimentell högprecisionsdata för övergångar till högre energinivåer.
Inom projektet kommer Aleksandra Foltynowicz Matyba att mäta upp och identifiera övergångar till höga energinivåer av metan, ammoniak och acetylen samt tillhandahålla experimentella data som möjliggör verifiering av de teoretiska beräkningarna som används för att modellera högtemperaturspektra. För att göra det kommer hon att använda en teknik som kallas dubbelresonansspektroskopi. I denna teknik används en högeffektpumplaser för att öka mängden molekyler som befinner sig i en förutbestämd energinivå. Därefter används en svagare problaser för att mäta spektrumet från denna nivå till högre energinivåer.
För att kunna detektera ett stort antal energiövergångar kommer Aleksandra att använda en optisk frekvenskam som problaser. En frekvenskam är en typ av laser vars spektrum består av hundratusentals linjer med jämna mellanrum. Detta ger bred spektral täckning och hög upplösning, en kombination som ingen annan ljuskälla har.
– De molekylära data som vi kommer att ta fram är unika och kan inte erhållas med någon annan teknik. Om några år kommer NASAs James Webb Telescope och Europeisk Ariel Space Mission att tillhandahålla infraröda spektra av exoplanetära atmosfärer med en upplösning och känslighet som mycket överstiger det som för närvarande är tillgängligt. Jag är glad över att vi får chansen att bidra till en bättre förståelse för dessa spektra och nya vetenskapliga upptäckter.
https://www.umu.se/en/research/groups/optical-frequency-comb-spectroscopy-group/
Finansiär: Vetenskapsrådet konsolideringsbidrag
Anslag: 12 miljoner kronor för åren 2021-2026
Projekttitel: Double-resonance spectroscopy of small molecules using an optical frequency comb
Projektledare: Aleksandra Foltynowicz Matyba, Institutionen för fysik vid Umeå universitet
