На сегодняшний день основными методами поиска и исследования свойств экзопланет и их родительских звёзд являются фотометрические наблюдения методом транзитов и спектрометрические методы, включая метод радиальных скоростей [1]. Первый метод доступен практически любым телескопам, оснащённым ПЗС или КМОП приёмником излучения или фотометром на основе ФЭУ или полупроводникового однофотонного детекторов. Второй метод доступен телескопам средней и большой апертуры и требует более серьёзного инструментального оснащения телескопа весьма стабильным спектрографом высокого разрешения. ИНАСАН располагает телескопом апертурой 1м - Zeiss-1000 Симеизской обсерватории, значительную часть наблюдательного времени которого планируется использовать для задач лаборатории изучения звёзд с экзопланетами. Чтобы в полной мере использовать наблюдательные возможности этого телескопа, руководством лаборатории было принято решение оснастить его оптоволоконным спектрографом высокого разрешения со скрещенной дисперсией для получения спектров высокого разрешения R ≈ 40000 звездообразных объектов ярче 13^m в диапазоне длин волн 3900 – 10000 ÅÅ. Применение оптоволоконного ввода излучения в спектрограф продиктовано главными требованиями к инструменту - стабильности и высокой точности измерения радиальных скоростей. Оптоволоконный ввод спектрографа позволяет решить проблемы нестабильности освещённости на входе в спектрограф и долговременного сохранения жесткости оптико-механической схемы, которую, как правило, устанавливают в вибро- и термостабилизированном гермообъёме с контролируемыми параметрами атмосферы. 

К настоящему времени для телескопов апертурой 1...2 м в мире построены десятки оптоволоконных спектрографов высокого разрешения [2]. Прекрасным примером достижения высоких технических характеристик может служить оптоволоконный спектрограф HERMES 1.2-m телескопа Mercator обсерватории Ла-Пальма [3]. Максимальное светопропускание этого инструмента по спектральному диапазону 377-900 нм составляет 28% при спектральном разрешении R=63000...85000. Достигнута точность определения лучевых скоростей ~2.5 м/с.

Прототипом нашего инструмента является оптоволоконный спектрограф скрещенной дисперсии, разработанный и изготовленный в САО для 1.2-метрового телескопа Коуровской обсерватории УрФУ [4, 5]. Учитывая опыт создания и эксплуатации прототипа, специалистами САО был разработан проект спектрографа для телескопа 1-м телескопа Цейсс-1000 САО РАН и создан его макет. Таким образом, спектрограф телескопа Цейсс-1000 Симеизской обсерватории будет уже третьим в этой серии инструментов. Спектрограф состоит из двух основных частей: подвесной – устанавливаемой на время наблюдений в фокусе Кассегрена телескопа Цейсс-1000, и стационарной – постоянно размещенной в отдельной комнате на оптическом виброизолированном столе и являющейся собственно спектрографом высокого разрешения. Свет, собранный телескопом, передается из подвесной части в стационарную с помощью кварцевого оптического волокна. Оптическая система стационарной части спектрографа выполнена по схеме с "белым зрачком", и показана на рисунке:

Оптическая схема стационарной части спектрографа:

L – микролинза, наклеенная на выходной торец оптического волокна; M1, M2 – двойной зеркальный коллиматор; E – эшелле-решетка; GP – гризма; С – камера; ССD – ПЗС матричный приёмник излучения.

Спектрограф будет включать в себя ещё несколько систем - калибровки, активной оптики, контроля параметров атмосферы гермообъёма, объединённых общей системой управления. В конце 2019 года специалистами САО РАН и ИНАСАН был заключён договор и начата совместная работа по созданию этого спектрографа. Более подробно о технических характеристиках и ходе работы над проектом спектрографа мы будем информировать вас в ленте новостей лаборатории изучения звёзд с экзопланетами.

1. Lovis, C. & Fischer, D.. (2011). Radial Velocity Techniques for Exoplanets. Exoplanets, edited by S. Seager. Tucson, AZ: University of Arizona Press, 2011, 526 pp. ISBN 978-0-8165-2945-2., p.27-53.
2. E. Panchuk, M. V. Yushkin, and M. V. Yakopov. High-resolution fiber-fed spectrographs. Astrophysical Bulletin 66, 355 (2011).
3. Raskin G., et al. HERMES: a high-resolution fibre-fed spectrograph for the Mercator telescope. 2011, A&A, 526, A69.
4. Yu. Gorda. CCD spectrophotometry of CC Cas. I. Radial velocity curves. Astrophysical Bulletin 68, 101 (2013).
5. S. A. Alexeeva, A. M. Sobolev, S. Yu. Gorda, and V. McSwain. Orbital and physical parameters of the spectroscopic binary HD37737. Astrophysical Bulletin 68, 169 (2013)