Первые наблюдения с приемником MATISSE на VLT-Интерферометре ESO

18:21 05/03/2018
👁 51
На этом фото – цветная версия первых интерферометрических наблюдений MATISSE звезды Сириус методом сложения сигналов от четырех Вспомогательных телескопов VLT. Цвета представляют изменяющиеся длины волн полученных данных: голубой соответствует более коротким волнам, красный – более длинным. Наблюдения выполнялись в инфракрасных лучах, так что эти цвета условные, человеческий глаз эту область спектра не воспринимает.

На этом фото – цветная версия первых интерферометрических наблюдений MATISSE звезды Сириус методом сложения сигналов от четырех Вспомогательных телескопов VLT. Цвета представляют изменяющиеся длины волн полученных данных: голубой соответствует более коротким волнам, красный – более длинным. Наблюдения выполнялись в инфракрасных лучах, так что эти цвета условные, человеческий глаз эту область спектра не воспринимает.

Самый мощный в мире интерферометрический приемник среднего инфракрасного диапазона. В обсерватории Параналь на севере Чили успешно выполнены первые наблюдения с новым приемником MATISSE на Очень Большом Телескопе-Интерферометре ESO (VLTI). MATISSE – самый мощный в мире интерферометрический инструмент среднего инфракрасного диапазона. Он способен с высоким разрешением получать изображения и спектры и предназначен для исследования окрестностей молодых звезд, где происходит образование планет, а также областей вокруг сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. В первых наблюдениях с MATISSE использовались Вспомогательные телескопы комплекса VLTI; объектами наблюдений были ярчайшие звезды: Сириус, Ригель и Бетельгейзе. Тестирование инструмента прошло хорошо.

Многоапертурный спектроскопический экспериментальный приемник среднего инфракрасного диапазона MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) работает в инфракрасных лучах — на длинах волн между видимым и микроволновым диапазонами электромагнитного спектра, от 3 до 13 микрометров (µm) [1]. Это спектро-интерферометрический приемник второго поколения для Очень Большого Телескопа ESO: он способен работать с несколькими телескопами одновременно, получая благодаря волновой природе света в этом режиме более детальные изображения космических объектов, чем те, которые получаются на этих волнах с любым из существующих или проектируемых индивидуальных телескопов.

После 12 лет напряженной работы большого коллектива инженеров и астрономов из Франции, Германии, Австрии, Нидерландов и ESO, после длительного монтажа и тестирования этого исключительно сложного инструмента, первые наблюдения с ним показали, что MATISSE работает именно так, как ожидалось [2].

Сначала с MATISSE наблюдался красный сверхгигант Бетельгейзе, который, как ожидается, в течение ближайших нескольких сотен тысяч лет должен взорваться в виде сверхновой звезды. Оказалось, что эта хорошо изученная звезда еще хранит некоторые секреты [3]. Новые исследования показали, что она имеет разный размер при наблюдениях на различных длинах волн. Эти данные должны помочь астрономам лучше понять структуру окрестностей гигантской звезды и механизмы, посредством которых она выбрасывает вещество в окружающее пространство.

Научный руководитель проекта MATISSE Бруно Лопес (Bruno Lopez) из обсерватории Кот д’Азур (OCA) в Ницце, Франция, так объясняет уникальную мощность инструмента: “У индивидуальных телескопов разрешение – резкость изображения – ограничивается размером их главного зеркала. Чтобы получить более высокое разрешение, мы должны комбинировать — то есть, подвергать интерференции — свет от всех четырех телескопов комплекса VLT. Это позволяет приемнику MATISSE получать в диапазоне длин волн от 3 до 13 μm изображения с большим разрешением, чем это способен делать любой из существующих телескопов. По этому параметру наш приемник будет конкурировать с будущим Космическим телескопом Джеймса Уэбба.”

MATISSE внесет вклад в некоторые области фундаментальных исследований в астрономии, в частности, в изучение внутренних областей протопланетных дисков вокруг молодых звезд, исследование звезд на различных стадиях их существования, изучение окрестностей сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.

Томас Хеннинг (Thomas Henning), директор Института астрономии Макса Планка (MPIA) в Гейдельберге, Германия, и один из руководителей проекта MATISSE, говорит: “Наблюдая внутренние области протопланетных дисков с MATISSE, мы надеемся понять происхождение различных минералов, содержащихся в этих дисках — минералов, которые позже войдут в состав твердых ядер землеподобных планет.”

Вальтер Яффе (Walter Jaffe), один из ведущих ученых и со-руководитель проекта от Лейденского университета в Нидерландах, и Герд Вайгельт (Gerd Weigelt), со-руководитель проекта из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) в Бонне, Германия, добавляет: “MATISSE позволит нам получить подробнейшие изображения областей формирования планет, кратных звезд, и, при работе с большими «юнитами» — Основными телескопами VLT, пылевых дисков вокруг сверхмассивных черных дыр. Мы также надеемся детально наблюдать экзотические объекты нашей Солнечной системы, такие, как вулканы на Ио, а еще – атмосферы гигантских экзопланет.”

MATISSE осуществляет интерферометрическое сложение четырех лучей,что означает, что он может работать с любым сочетанием либо четырех 8.2-метровых Основных телескопов, либо четырех Вспомогательных телескопов (ATs) которые составляют комплекс VLTI, и реализовать при этом либо режим изображений, либо режим спектроскопии. MATISSE в сочетании с VLTI обладает разрешающей силой телескопа с диаметром зеркала до 200 м, что позволяет ему получать беспрецедентно детальные изображения в среднем инфракрасном диапазоне.

Тестирование происходило с использованием Вспомогательных телескопов, но в ближайшие несколько месяцев планируются новые наблюдения, на этот раз с использованием четырех Основных «юнитов» VLT.

MATISSE осуществляет сложение световых потоков от астрономического объекта, комбинируя сигналы от отдельных телескопов,в результате чего получается интерферометрическая картина, содержащая информацию, из которой может быть реконструировано изображение.

Первые наблюдения с приемником MATISSE – большой шаг на пути построения следующего поколения оптических и инфракрасных интерферометров, которые позволят астрономам получать интерферометрические изображения с высоким разрешением в более широком диапазоне длин волн. MATISSE также войдет в состав инструментов, планируемых для будущего Чрезвычайно Большого Телескопа ESO (ELT), вместе с камерой и спектрографом среднего инфракрасного диапазона METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). MATISSE будет наблюдать более яркие объекты, чем METIS, но зато имеет более высокое разрешение.

Менеджер проекта MATISSE от ESO Андреас Глиндеман (Andreas Glindemann) заключает: “Реализация проекта MATISSE потребовала усилий многих людей в течение многих лет, и поэтому сейчас особенно радостно видеть, как хорошо он работает. Мы с нетерпением ждем от него великолепных научных результатов!”

Примечания
[1] Приемник MATISSE был профинансирован, спроектирован и построен в тесном сотрудничестве с ESO консорциумом институтов Франции (INSU-CNRS в Париже и OCA в Ницце, где работала группа научного руководителя проекта), Германии (MPIA, MPIfR и Кильский университет), Нидерландов (NOVA и Лейденский университет) и Австрии (Венский университет). Обсерватория Конкойи и Кельнский университет также внесли вклад в строительство инструмента.

[2] MATISSE – последний из доставленного на Параналь семейства приемников второго поколения для VLT/VLTI. Почти ровно 17 лет потребовалось после получения первых интерферограмм с приемником VINCI и двумя сидеростатами, чтобы первое поколение инструментов VLTI оказалось полностью замещено приемниками PIONIER, GRAVITY и MATISSE. Все они позволяют наблюдать в интерферометрическом режиме с четырьмя телескопами (UT или AT) и суммарно покрывают широкий диапазон инфракрасных волн (от 1.6 до 13 µm). При этом MATISSE – первый инструмент среднего инфракрасного диапазона, который позволяет реконструировать изображения.

[3] Бетельгейзе была первой звездой, диск которой был разрешен интерферометрическим методом Майкельсоном и Пизом в 1920 г. Эту звезду также использовали в качестве тестовой для испытаний предшественников интерферометрических приемников среднего инфракрасного диапазона, в том числе инструмента MIDI на VLTI.


Источник

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *