Lehdistötiedote

MATISSE-havaintolaite teki ensivalohavaintonsa ESO:n VLT:n interferometrilla

Kaikkien aikojen tehokkain keskipitkien infrapuna-aallonpituuksien interferometriahavaintolaite

5. maaliskuuta 2018

ESO:n VLTI:n (Very Large Telescope Interferometer) uusi MATISSE-havaintolaite on nyt tehnyt onnistuneesti ensimmäiset havaintonsa Paranalin observatoriolla Pohjois-Chilessä. MATISSE on maailman tehokkain keskipitkien infrapuna-aallonpituuksien interferometriahavaintolaite. Se käyttää suuren erotuskyvyn kuvantamista ja spektroskopiaa luodatakseen nuoria tähtiä ympäröiviä alueita, joissa muodostuu planeettoja, sekä galaksien keskustoissa olevia supermassiivisia mustia aukkoja ympäröiviä alueita. Ensimmäiset MATISSE-havainnot käyttivät VLTI:n aputeleskooppeja tutkiakseen joitakin yötaivaan kirkkaimpia tähtiä, mukaanlukien Sirius, Rigel ja Betelgeuse, ja osoittivat havaintolaitteen toimivan hyvin.

MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) havaitsee infrapunavaloa — sähkömagneettisessa spektrissä näkyvän valon ja mikroaaltoaallonpituuksien välissä sijaitsevaa valoa, joka kattaa aallonpituudet 3–13 mikrometriä (µm) [1]. Se on ESO:n VLT-teleskoopin toisen sukupolven spektro-interferometrinen havaintolaite ja kykenee hyödyntämään useita teleskooppeja sekä valon aaltoluonnetta. Tällä tavoin se tuottaa yksityiskohtaisempia kuvia taivaan kohteista kuin voidaan saada millään olemassaolevalla tai suunnitellulla yksittäisellä teleskoopilla näillä aallonpituuksilla.

Suuren joukon insinöörejä ja tähtitieteiljöitä Ranskasta, Saksasta, Itävallasta ja Alankomaista sekä ESO:sta tehtyä 12 vuotta kehitystyötä sekä vaativaa tämän hyvin monimutkaisen havaintolaitteen asennus- ja testaustyötä käsittäneen pitkän ajanjakson jälkeen alustavat havainnot ovat nyt vahvistaneet, että MATISSE toimii odotetusti [2].

Ensimmäiset MATISSE-havainnot punaisesta ylijättiläistähdestä Betelgeuse, jonka odotetaan räjähtävän supernovana jokusen sadan tuhannen vuoden kuluessa, osoittivat, että sillä on yhä salaisuuksia paljastettavana [3]. Uusissa havainnoissa näkyy todisteita siitä, että tähti näkyy erikokoisena sitä katsottaessa eri aallonpituuksilla. Tällaisen havaintoaineiston avulla tähtitieteilijät voivat tutkia edelleen valtavan tähden ympäristöä ja kuinka se vuotaa materiaa avaruuteen.

MATISSE:n päätutkija, Bruno Lopez (Observatoire de la Côte d’Azur (OCA), Nizza, Ranska) selittää sen ainutkertaista tehokkuutta: "Yksittäiset teleskoopit voivat saavuttaa kuvantarkkuuden, jota rajoittaa niiden peilin koko. Vieläkin suuremman erotuskyvyn saavuttamiseksi me yhdistämme, tai interferoimme, valoa neljästä eri VLT-teleskoopista. Näin tekemällä MATISSE kykenee tuottamaan tarkempia kuvia kuin mikään teleskooppi 3–13 μm aallonpituusalueella, jolla se täydentää James Webb -avaruusteleskoopin tulevia havaintoja avaruudesta."

MATISSE tulee osallistumaan useisiin perustavanlaatuisiin tähtitieteen tutkimusalueisiin, keskittyen erityisesti nuoria tähtiä ympäröivien kiekkojen sisäosiin, joissa muodostuu planeettoja, tutkimaan tähtiä niiden elämän eri vaiheissa sekä galaksien keskustoissa olevia supermassiivisia mustia aukkoja ympäröiviä alueita.

Thomas Henning, Heidelbergissä Saksassa sijaitsevan Tähtitieteen Max Planck -instituutin (MPIA) johtaja, kommentoi: "Katsomalla protoplanetaaristen kiekkojen sisäosia MATISSE:lla me toivomme oppivamme näissä kiekoissa olevien, myöhemmin Maan kaltaisten planeettojen kiinteitä ytimiä muodostavien eri mineraalien alkuperää."

Walter Jaffe, projektijohtaja ja yksi päätutkijoista Leidenin yliopistosta Alankomaista sekä Gerd Weigelt, yksi päätutkijoista Radiotähtitieteen Max Planck -instituutista (MPIfR), Bonn, Saksa, lisäävät: "MATISSE tulee antamaan meille dramaattisia kuvia planeettoja muodostavista alueista, usean tähden järjestelmistä ja, toimiessaan VLT-yksikköteleskooppien kanssa, myös supermassiivisia mustia aukkoja syöttävistä tomukiekoista. Me toivomme myös havaitsevamme yksityiskohtia eksoottisista kohteista omassa aurinkokunnassamme, kuten Ion tulivuorista, sekä jättimäisten eksoplaneettojen kaasukehiä."

MATISSE on nelinkertainen valokeilojen yhdistäjä, mikä tarkoittaa sitä, että se yhdistää valoa, joka on kerätty enintään neljällä 8.2-metrin VLT-yksikköteleskoopilla tai korkeintaan neljällä aputeleskoopilla, jotka muodostavat VLTI:n, suorittaen sekä spektroskooppisia että kuvantamishavaintoja. Niin tehdessään MATISSE:lla ja VLTI:llä yhdessä on halkaisijaltaan jopa 200 metrin teleskoopin kuvantamisteho, joka riittää tuottamaan kaikkien aikojen yksityiskohtaisimpia kuvia keskipitkillä infrapuna-aallonpituuksilla.

Alustavat testit tehtiin aputeleskoopeilla ja jatkohavainnot neljällä VLT:n yksikköteleskoopilla on suunniteltu tehtäväksi seuraavien muutaman kuukauden aikana.

MATISSE asettaa päällekkäin tähtitieteellisestä kohteesta tulevan valon yhdistämällä valon useasta teleskoopista, tuottaen interferenssikuvion, joka käsittää kohteen ulkonäöstä tietoa, josta kuva voidaan sitten muodostaa uudestaan.

MATISSE:n ensivalo juhlistaa suurta askelta eteenpäin nykyisten näkyvän ja infrapunavalon havaintolaitteiden alueella sekä sallii tähtitieteilijöiden saada interferometrisiä kuvia nykyisin mahdollista paremmalla erotuskyvyllä ja laajemmalla aallonpituusalueella. MATISSE tulee myös täydentämään ESO:n rakenteilla olevalle ELT-teleskoopille (Extremely Large Telescope) suunniteltuja havaintolaitteita, erityisesti METIS:iä (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). MATISSE tulee havaitsemaan kirkkaampia kohteita kuin METIS, mutta suuremmalla erotuskyvyllä.

Andreas Glindemann, MATISSE:n projektijohtaja ESO:ssa, päättää: "MATISSE:n toteuttaminen on kattanut useiden ihmisten työn useiden vuosien ajan ja on mahtavaa nähdä havaintolaitteen toimivan näin hyvin. Odotamme sillä tehtävän jännittävää tiedettä!"

Lisähuomiot

[1] MATISSE:n suunnitteli, rahoitti ja rakensi läheisessä yhteistyössä ESO:n kanssa konsortio, johon kuuluu tutkimuslaitoksia Ranskassa (INSU-CNRS Pariisissa ja tutkimusjohdon isäntänä toimiva OCA Nizzassa), Saksassa (MPIA, MPIfR ja Kielin yliopisto), Alankomaissa (NOVA ja Leidenin yliopisto) sekä Itävallassa (Wienin yliopisto). Konkoly-observatorio ja Kölnin yliopisto ovat myös tarjonneet tukea havaintolaitteen valmistukseen.

[2] MATISSE:n myötä VLT/VLTI:n toisen sukupolven havaintolaitesarjan viimeinen osa on nyt saapunut Paranalille. VLTI:lle tämä merkitsee että lähes päivälleen 17 vuotta ensimmäisten VINCI:llä ja kahdella siderostaatilla saatujen interferenssikuvioiden jälkeen, havaintolaitteiden ensimmäinen sukupolvi on nyt korvattu laitteilla PIONIER, GRAVITY ja MATISSE, jotka kaikki yhdistävät valoa neljältä teleskoopilta (joko yksikkö- tai aputeleskoopilta) ja yhdessä kattavat laajan alueen infrapuna-aallonpituuksia (1.6–13 µm). MATISSE on ensimmäinen keskipitkien infrapuna-aallonputuuksien interferometri, jota voidaan käyttää kuvien uudelleenmuodostamiseen.

[3] Betelgeuse oli ensimmäinen tähti, jonka Michelson ja Pease näkivät interferometrian avulla vuonna 1920. Sitä käytettiin myös kirkkaana testikappaleena keskipitkien infrapuna-aallonpituuksien interferometreille, joihin sisältyi VLTI:n MIDI.

Lisätietoa

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT -teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Lisätietoja MATISSE:sta

Yhteystiedot

Andreas Glindemann
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49-89-32006-590
Sähköposti: aglindem@eso.org

Paul Bristow
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49-89-32006-506
Sähköposti: bristowp@eso.org

Bruno Lopez
Laboratoire J.-L. Lagrange, Observatoire de la Côte d'Azur
Nice, France
Puh.: +33 4 92 00 31 46
Sähköposti: bruno.lopez@oca.eu

Stéphane Lagarde
Laboratoire J.-L. Lagrange, Observatoire de la Côte d'Azur
Nice, France
Puh.: +33 4 92 00 31 46
Sähköposti: stephane.lagarde@oca.eu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media