MATISSE-instrumentet ser det første lys på ESO's Very Large Telescope Interferometer

Det nye MATISSE-instrument på ESO's Very Large Telescope Interferometer (VLTI) har nu med succes foretaget sine første observationer ved Paranal-observatoriet i det nordlige Chile. MATISSE er det mest kraftfulde interferometriske instrument i verden ved mellem-infrarøde bølgelængder. De første MATISSE-observationer brugte VLTI's Auxiliary Telescopes til at undersøge nogle af de klareste stjerner på nattehimlen, inklusive Sirius, Rigel og Betelgeuse, og viste, at instrumentet fungerer godt.

MATISSE (Multi AperTure mid-infrared SpectroScopic Experiment observerer infrarødt lys – lys mellem det elektromagnetiske spektrums synlige og mikrobølgelængder, dækker bølgelængder fra 3-13 mikrometer (μm). Det er et andengenerations spektro-interferometerinstrument til ESO's Very Large Telescope, der kan drage fordel af flere teleskoper og lysets bølgenatur. På denne måde det producerer mere detaljerede billeder af himmellegemer, end der kan opnås med noget eksisterende eller planlagt enkeltteleskop ved disse bølgelængder.

Efter 12 års udvikling af et stort antal ingeniører og astronomer i Frankrig, Tyskland, Østrig, Holland og hos ESO, og efter en lang periode med krævende arbejde med at installere og teste dette meget komplekse instrument, indledende observationer har nu bekræftet, at MATISSE fungerer som forventet.

De første MATISSE-observationer af den røde superkæmpestjerne Betelgeuse, som forventes at eksplodere som en supernova om et par hundrede tusinde år, viste, at den stadig har hemmeligheder at afsløre. De nye observationer viser tegn på, at stjernen ser ud til at have en anden størrelse, når den ses ved forskellige bølgelængder. Sådanne data vil give astronomer mulighed for yderligere at studere den enorme stjernes omgivelser, og hvordan den kaster materiale ud i rummet.

MATISSE's hovedefterforsker, Bruno Lopez (Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), Pæn, Frankrig), forklarer dens unikke kraft:"Enkelte teleskoper kan opnå billedskarphed, der er begrænset af størrelsen af ​​deres spejle. For at opnå endnu højere opløsning, vi kombinerer – eller forstyrrer – lyset fra fire forskellige VLT-teleskoper. Dette gør det muligt for MATISSE at levere de skarpeste billeder af ethvert teleskop nogensinde i bølgelængdeområdet på 3-13 μm, hvor det vil supplere James Webb-rumteleskopets fremtidige observationer fra rummet."

MATISSE vil bidrage til flere grundlæggende forskningsområder inden for astronomi, fokuserer især på de indre områder af skiver omkring unge stjerner, hvor planeter dannes, studiet af stjerner på forskellige stadier af deres liv, og omgivelserne af supermassive sorte huller i centrum af galakser.

Thomas Henning, direktør ved Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) i Heidelberg, Tyskland, og MATISSE co-principal investigator, kommentarer:"Ved at se på de indre områder af protoplanetariske skiver med MATISSE, vi håber at lære oprindelsen af ​​de forskellige mineraler, der er indeholdt i disse skiver - mineraler, der senere vil fortsætte med at danne de faste kerner af planeter som Jorden."

Walter Jaffe, projektets videnskabsmand og co-principal investigator fra University of Leiden i Holland, og Gerd Weigelt, co-principal investigator fra Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Bonn, Tyskland, tilføje:"MATISSE vil give os dramatiske billeder af planetdannende regioner, flere stjerner, og, når du arbejder med VLT Unit Telescopes, også de støvede skiver, der fodrer supermassive sorte huller. Vi håber også at observere detaljer om eksotiske objekter i vores solsystem, såsom vulkaner på Io, og atmosfæren af ​​kæmpe exoplaneter."

MATISSE er en fire-vejs strålekombiner, hvilket betyder, at det kombinerer lyset indsamlet fra op til fire af de 8,2-meter VLT-enhedsteleskoper eller op til fire af de hjælpeteleskoper (AT'er), der udgør VLTI'en, udfører både spektroskopiske og billeddannende observationer. Derved, MATISSE og VLTI besidder sammen den billeddannende kraft af et teleskop på op til 200 meter i diameter, i stand til at producere de mest detaljerede billeder nogensinde ved mellem-infrarøde bølgelængder.

Indledende test blev lavet med hjælpeteleskoperne, og yderligere observationer med de fire VLT Unit Telescopes er planlagt i løbet af de næste par måneder.

MATISSE overlejrer lyset fra et astronomisk objekt fra det kombinerede lys fra flere teleskoper, resulterer i et interferensmønster, der indeholder information om objektets udseende, hvorfra et billede så kan rekonstrueres.

MATISSE's første lys markerer et stort skridt fremad inden for rækkevidden af ​​nuværende optiske/infrarøde interferometre og vil gøre det muligt for astronomer at opnå interferometriske billeder med finere detaljer over et bredere bølgelængdeområde end i øjeblikket muligt. MATISSE vil også supplere de instrumenter, der er planlagt til ESO's kommende Extremely Large Telescope (ELT), især METIS (det midt-infrarøde ELT-billede og spektrograf). MATISSE vil observere lysere objekter end METIS, men med højere rumlig opløsning.

Andreas Glindemann, MATISSE projektleder hos ESO, konkluderer:"At gøre MATISSE til virkelighed har involveret mange menneskers arbejde gennem mange år, og det er vidunderligt at se instrumentet fungere så godt. Vi ser frem til den spændende videnskab, der kommer!"