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Startschuss für eine neue Ära der Präzisionsastronomie
Wien (univeristät) - Bei einer Kick-Off-Konferenz in Wien am 06.10. beginnen die Planungen für
die MICADO-Kamera, einem Instrument, mit dem das European Extremely Large Telescope (E-ELT) seine ersten Bilder
machen wird. Das europäische Konsortium mit Partnern in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Italien
und Österreich hatte zuvor mit der Europäischen Südsternwarte (ESO), die das Teleskop baut, den
entsprechenden Kooperationsvertrag unterzeichnet. Als erste Kamera für das Riesenteleskop wird MICADO es erlauben,
beugungsbegrenzte Abbildungen bei Nah-Infrarot-Wellenlängen zu machen. Ebenso findet noch im Oktober die Unterzeichnung
des Vertrages und das offizielle Kick-Off-Meeting für das zweite "First-Light"-Instrument mit österreichischer
Beteiligung statt, das Infrarot-Instrument METIS. Von österreichischer Seite beteiligen sich die Universität
Wien, die Universität Innsbruck, die Universität Graz, die Universität Linz und das RICAM der Österreichischen
Akademie der Wissenschaften in Linz an diesen Instrumenten.
MICADO ist die "Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations" und wurde konzipiert, um mit dem European
Extremely Large Telescope (E-ELT), einem Teleskop der 40-Meter-Klasse, zu arbeiten. "Dieses revolutionäre
Teleskop wird das größte optische bzw. Nah-Infrarot-Teleskop der Welt sein und etwa 15 Mal mehr Licht
sammeln als die bereits heute existierenden größten optischen Teleskope", sagt der österreichische
Projektkoordinator, der Astrophysiker Joao Alves von der Universität Wien. Die spezielle Kamera wird beugungsbegrenzte
Abbildungen bei Nah-Infrarot-Wellenlängen möglich machen und die Leistungsfähigkeit der adaptiven
Optik erhöhen. Um die Verzerrungen durch die Atmosphäre der Erde zu korrigieren, wird MICADO optimiert
um Systeme der adaptiven Optik zu nutzen: einen einfachen AO-Modus (SCAO) um einzelne Zielobjekte korrigieren zu
können und das leistungsfähige Instrument MAORY, um auch bei einem großen Sichtfeld scharfe Bilder
machen zu können.
Das Leistungsvermögen von MICADO wird genau auf die einzigartigen Eigenschaften des neuen Teleskops abgestimmt,
wodurch neue, unbekannte astrophysikalische Phänomene entdeckt werden könnten. Die hohe Empfindlichkeit
wird es ermöglichen, sehr leuchtschwache Sterne und die am weitesten entfernten Galaxien nachzuweisen. Die
beispiellose räumliche Auflösung wird Strukturen und Details in Nebeln und Galaxien aufzeigen, die weit
über das hinausgehen, was derzeit möglich ist. So kann zum Beispiel durch die Auflösung der Sternpopulationen
in entfernten Galaxien deren Sternentstehungsgeschichte und -entwicklung untersucht werden. Und mit der hervorragenden
astrometrischen Präzision von MICADO werden viele astronomische Objekte nicht mehr stationär sein - sie
werden dynamisch. Die Messungen der winzigen Bewegungen von Sternen werden verraten, wo sich sonst verborgene schwarze
Löcher in Sternhaufen befinden: Verfolgt man die Bewegungen der Sternhaufen, so erhält man neue Erkenntnisse
darüber, wie sich unsere Milchstraße gebildet hat. Darüber hinaus wird MICADO auch einen speziellen
Modus enthalten, mit dem extrasolare Planeten direkt beobachtet und charakterisiert werden können, sowie einen
weiteren Modus, um Spektren von kompakten Objekten aufzuzeichnen.
Das zweite Instrument, der "Mid-Infrared ELT Imager and Spectrograph" (METIS) wird das Zugpferd für
den mittleren Infrarotbereich am E-ELT werden. "Es wird hochaufgelöste Bilder und Spektren auf längeren
Wellenlängen als MICADO liefern; die beiden Instrumente sollen sich dadurch ideal ergänzen", so
der österreichische Projektleiter von METIS, Manuel Güdel. Kombiniert mit dem riesigen E-ELT wird METIS
einzigartige Beobachtungen von kühlen Objekten im Universum liefern, so zum Beispiel Bilder von protoplanetaren
Scheiben und den sich darin bildenden Planeten, Spektren von Exoplaneten und völlig neue Informationen über
die Sternentstehung in sehr jungen Galaxien. METIS wird offiziell am 14. Oktober an den Start geschickt. Ein drittes
Instrument mit österreichischer Beteiligung – unter der Ägide des österreichischen Projektkoordinators
Bodo Ziegler – ist ein Multi-Objekt Spektrograph als Instrument der zweiten Generation und befindet sich in der
Designphase.
Die Instrumente werden von Konsortien aus europäischen Instituten in Zusammenarbeit mit der ESO entwickelt
und gebaut. Alle Partner können auf eine lange Tradition zurückblicken, in der sie gemeinsam optische
und Infrarot-Instrumentierung von Weltklasse entworfen und gebaut haben. Das Projekt wird voraussichtlich fast
10 Jahre dauern, vom Beginn der aktuellen Designphase bis zur endgültigen Inbetriebnahme; die erste Beobachtung
(das "first light") für E-ELT und MICADO ist für 2024 geplant, für METIS kurz danach.
ESO ist die führende internationale Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich
produktivste Observatorium der Welt. Mitte des nächsten Jahrzehnts wird ESO das E-ELT in Betrieb nehmen, ein
Großteleskop, das unsere Weltsicht in ähnlicher Weise revolutionieren könnte wie vor 400 Jahren
das Fernrohr Galileo Galileis. Ein Team von Astrophysikern und Mathematikern an den Universitäten Graz (Koordinator:
Thorsten Ratzka), Innsbruck (Koordinator: Norbert Przybilla), Linz (Koordinator: Ronny Ramlau) und Wien (nationales
Projektmanagement: Werner Zeilinger) sowie dem Johann Radon Institute for Computational and Applied Mathematics
der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (RICAM; Ronny Ramlau) sind an der Entwicklung von Zusatzinstrumenten
für das E-ELT beteiligt.
Im Bereich der Astrophysik entwickelt das österreichische Team Komponenten für die Datenreduktionspipeline
der Instrumente, Software zur Modellierung des Nachthimmels im infraroten Wellenlängenbereich sowie ein Programm
zu Simulation astronomischer Beobachtungen mit dem E-ELT. Mathematiker der Universität Linz und RICAM entwickeln
Algorithmen zur Simulation von Bildverzerrungen, die durch Luftturbulenzen in der Erdatmosphäre hervorgerufen
werden und durch adaptive Spiegel korrigiert werden sollen. Die österreichischen Beiträge zum E-ELT werden
gegenwärtig vom Österreichischen Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (bmwfw)
über ein Hochschulraumstrukturmittelprojekt sowie durch interne Mittel der beteiligten Hochschulen und Forschungsinstitute
finanziell unterstützt.
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