07.06.2023

Den Blick ins All schärfen

Bau wichtiger Teilsysteme des Extremely Large Telescope hat begonnen.

MICADO und METIS sind zwei der vier Instrumente der ersten Generation für das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, die noch in diesem Jahrzehnt am Teleskop in Betrieb genommen werden sollen. Das MPIA ist ein Konsortialpartner in beiden Projekten und hat gerade mit dem Bau verschiedener Teilsysteme der Instrumente begonnen.

 

Abb.: Das MICADO-Instrument des ELT, das hier im Modell zu sehen ist, wird sich...
Abb.: Das MICADO-Instrument des ELT, das hier im Modell zu sehen ist, wird sich auf tiefe Bilder unseres Universums spezialisieren. (Bild: ESO)

„Ich freue mich sehr, dass die ersten Teilstücke in den Labors und Werkstätten unserer Partner in ganz Europa ankommen“, sagt Eckhard Sturm, der MICADO-Projekt­leiter und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extra­terrestrische Physik (MPE). Um diesen wichtigen Meilenstein des Projekts zu würdigen, hat die ESO (Europäische Südsternwarte) zusammen mit den MICADO- und METIS-Konsortien die ersten beiden einer Reihe von Erklärvideos produziert. Sie wurden während einer Live-Veranstaltung am Freitag, den 12. Mai gezeigt, in der unsere Wissen­schaftlerinnen Nadine Neumayer und Silvia Scheithauer Fragen zu den beiden Projekten beantworteten.

MICADO ist die Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations. Sie wird das Extremely Large Telescope (ELT), dessen Hauptspiegel einen Durchmesser von 39 Metern haben wird, mit einem der ersten Instrumente mit einer beugungs­begrenzten Bildgebung und Lang­spalt­spektroskopie im nahen Infrarot­bereich ausstatten. MICADO wird unter der Leitung des MPE von einem Konsortium von Partnern aus Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Österreich, Italien und Finnland zusammen mit der ESO entwickelt und gebaut.

METIS, der Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, ist ein weiteres ELT-Instrument der ersten Generation. Es wird die Beobachtungsmöglichkeiten im Infraroten ergänzen, indem es den mittleren Infrarotbereich abdeckt. METIS bietet beugungs­begrenzte Bildgebung, niedrig- und mittel­auflösende Spalt­spektroskopie und Koronografie für eine kontrastreiche Bildgebung bei Wellenlängen zwischen 3 und 13 Mikrometern und hochauflösende integrale Feld­spektroskopie zwischen 3 und 5 Mikrometern. Es wird von einem europäischen Konsortium unter der Leitung des PI-Instituts NOVA (Niederländische Forschungs­einrichtung für Astronomie) in den Niederlanden mit zwölf Partnern aus Deutschland, Großbritannien, Frankreich, der Schweiz, Belgien, Portugal, Österreich, Taiwan und den USA gebaut.

Das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg, Deutschland, spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und Herstellung beider Instrumente. Der koverantwortliche Forscher für MICADO und lokaler Instrumenten­wissenschaftler Jörg-Uwe Pott leitet das MICADO-Team am MPIA. Ralph Hofferbert als lokaler Projekt­manager und Friedrich Müller als System­ingenieur ergänzen es.

Das MPIA liefert die warme Voroptik von MICADO, die das Sternenlicht vom Teleskop mit minimalem Verlust an Empfindlichkeit und Bildschärfe in die kalte Kamera-Optik leitet. Darüber hinaus liefert das MPIA die Kalibrierungs­einheit für alle wissenschaftlichen Standard­beobachtungs­modi.

Die High-Tech-Funktionen von MICADO und METIS versetzen sie in die Lage, weit über die Fähigkeiten der besten Observatorien von heute hinauszugehen, einschließlich des Hubble- und des James Webb-Weltraum­teleskops. So wird die Empfindlichkeit von MICADO mit der des JWST vergleichbar sein, jedoch mit der sechsfachen Auflösung. Auf diese Weise wird MICADO Exoplaneten erforschen, die detaillierte Struktur entfernter Galaxien enthüllen und einzelne Sterne in nahen Galaxien untersuchen. MICADO wird auch ein einzig­artiges und leistungs­fähiges Instrument zur Erforschung von Umgebungen sein, in denen Gravitationskräfte und allgemeine relativistische Effekte extrem stark sind, wie in der Nähe des super­massereichen schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße.

METIS verfügt über eine viel höhere spektrale und räumliche Auflösung als JWST und ermöglicht es, die Details der Stern- und Planeten­entstehung sowie die extrem dünnen Atmosphären von Gesteins-Exoplaneten zu untersuchen. Da METIS im mittleren Infrarot beobachten wird, wird es vorwiegend kühle Objekte wie Gas- und Staubwolken erforschen – und dringt dabei in Galaxien vor, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat. Als ein weiteres aufregendes Forschungsfeld wird METIS nachschauen, ob unsere nächsten stellaren Nachbarn Gesteins­planeten wie die Erde beherbergen.

Als zweitgrößter Partner des METIS-Konsortiums liefert das MPIA Teilsysteme wie die bildgebende Kamera und die adaptive Optik (AO). Die AO korrigiert atmosphärische Verzerrungen und ist daher für beugungs­begrenzte Beobachtungen mit METIS unerlässlich.

Der verantwortliche Wissenschaftler am MPIA für v. Er ist zudem mitverantwortlich für wissenschaftliche Ausrichtung des METIS-Projekts. Weitere Teammitglieder am MPIA sind die lokale Projektmanagerin Silvia Scheithauer, der Instrumenten­wissenschaftler Roy van Boekel, der Leiter der Kalibrierung Wolfgang Brandner und der Leiter der adaptiven Optik (AO) Thomas Bertram. „METIS ist ein enorm komplexes Instrument mit höchsten Anforderungen an Genauigkeit und Leistung. An der Realisierung eines solchen Instruments in Zusammen­arbeit mit zwölf europäischen und weltweiten Partnern beteiligt zu sein, ist einzigartig!“ sagt Markus Feldt. Das ELT mit MICADO und METIS soll noch in diesem Jahrzehnt in Betrieb gehen.

MPIA / DE

 

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