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Max-Planck-Institut für Astronomie

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ELT-MICADO-Instrument beendet erfolgreich vorläufige Designphase

21. Januar 2020

MICADO (Multi-Adaptive Optics Imaging Camera for Deep Observations), die erste eigens für das noch im Bau befindliche E-ELT (European Extremely Large Telescope) entwickelte Kamera, hat den Preliminary Design Review (PDR) bestanden. Das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) ist entscheidend an der Entwicklung des Instruments beteiligt.
Visualisierung von MICADO auf der E-ELT Nasmyth-Plattform. Innerhalb einer festen Struktur werden der Kryostat und die Wellenfrontsensoren durch den vom MPIA entwickelten Derotator mit einer extremen Genauigkeit von 2 Bogensekunden gedreht. Das Licht des Teleskops tritt von oben in den Kryostaten ein. Bild vergrößern
Visualisierung von MICADO auf der E-ELT Nasmyth-Plattform. Innerhalb einer festen Struktur werden der Kryostat und die Wellenfrontsensoren durch den vom MPIA entwickelten Derotator mit einer extremen Genauigkeit von 2 Bogensekunden gedreht. Das Licht des Teleskops tritt von oben in den Kryostaten ein. [weniger]

Eine Expertengruppe und das MICADO-Konsortium unter Beteiligung des MPIA trafen sich am Hauptsitz der ESO in Garching bei München zu einer Woche intensiver Prüfung der Optik, Mechanik, Software und Elektronik des Instruments, um Bereiche zu identifizieren, die weitere Konstruktionsarbeiten erfordern. Das Instrument wird nun eine weitere detaillierte Designphase durchlaufen, bevor mit dem Bau der einzelnen Komponenten begonnen werden kann. MICADO wird sowohl Bilder als auch Spektren bei Wellenlängen von 0,8 bis 2,4 µm mit extrem hoher Positionsgenauigkeit produzieren.

MICADO wird durch ein adaptives optisches System, MAORY, unterstützt, um die Qualität der Beobachtungen zu verbessern, und die Beugungsgrenze des 39 Meter großen Hauptspiegels zu erreichen. Das bedeutet, dass die maximal erreichbare Auflösung bzw. Bildschärfe eines Teleskops genutzt werden kann. Mit der adaptiven Optik können die erheblichen Bildunschärfen körrigiert werden, die durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre verursacht werden. Ein 39-Meter-Teleskop ist in dieser Hinsicht ein gewaltiger Sprung im Vergleich zu den momentanen Großteleskopen der 8-Meter-Klasse.

Die Messobjekte sind vielfältig und reichen von Exoplaneten bis hin zu Galaxien im frühen Universum sowie der innersten Umgebung schwarzer Löcher. Die spektroskopischen Fähigkeiten von MICADO werden die Zusammensetzung dieser Objekte entschlüsseln. Das Instrument wird einigen der spannendsten Fragen der aktuellen Astronomie nachgehen: Wie bilden sich Exoplaneten? Wie wirken sich sich galaktische schwarze Löcher auf ihre Wirtsgalaxien aus? Wie hat sich das Universum im Laufe der Zeit entwickelt?

Wenn es Mitte der 2020er Jahre in Betrieb geht, wird das E-ELT der Europäischen Südsternwarte (ESO) mit seinem 39 Meter großen Hauptspiegel das größte optische Teleskop der Welt sein. Die Kombination aus Lichtsammelleistung, Winkelauflösung und astrometrischer Genauigkeit von besser als 50 Mikrobogensekunden bei einer räumlichen Auflösung von 10 Millibogensekunden und einem Gesichtsfeld von 53 Bogensekunden erlaubt zum ersten Mal, dichte Sternverteilungen im Zentrum von Galaxien und Sternhaufen kinematisch präzise zu vermessen – und das mit einer Empfindlichkeit, die bisher nur von Weltraumteleskopen geliefert wurde.

Schematische Ansicht der MCA (Multiple Calibration Assembly). Drei Einheiten bewerkstelligen die Kalibrierung von Flat Field und Wellenlängen (FCU), beweglichen Quellen (MCU) sowie der Astrometrie (ACU). Das Licht verlässt die MCA und durchläuft die Voroptik der AO (Adaptive Optik, nicht im Bild), bevor es in das MICADO-Instrument eintritt. Bild vergrößern
Schematische Ansicht der MCA (Multiple Calibration Assembly). Drei Einheiten bewerkstelligen die Kalibrierung von Flat Field und Wellenlängen (FCU), beweglichen Quellen (MCU) sowie der Astrometrie (ACU). Das Licht verlässt die MCA und durchläuft die Voroptik der AO (Adaptive Optik, nicht im Bild), bevor es in das MICADO-Instrument eintritt. [weniger]

Das MPIA liefert entscheidende Beiträge zum MICADO Projekt im allgemeinen, und insbesondere zur bildgebenden Astrometrie, die komplementär zum Gaia-Satelliten arbeiten wird. So entwickelt das MPIA die warme Voroptik, die das Sternenlicht mit minimalen Empfindlichkeits- und Bildschärfeverlusten vom Teleskop in die kalte Kameraoptik führt. Darüber hinaus stellt das MPIA die Kalibrationseinheit für alle wissenschaftlichen Standard-Beobachtungsmodi bereit. Während der PDR-Phase konnte mittels eines Prototypen im Labor des MPIA erfolgreich nachgewiesen werden, dass die extremen Anforderungen zur Bildfeldderotation und zur Kalibration erreicht werden können. Das MICADO-Team am MPIA in der Abteilung Galaxien und Kosmologie wird geleitet von Jörg-Uwe Pott (konsortiumweiter Co-Investigator und Instrumentenwissenschaftler) sowie dem lokalen Projektmanager Ralph Hofferbert und dem Systemingenieur Friedrich Müller.

Das MICADO-Konsortium besteht aus:

Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE, Deutschland), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA, Deutschland), Universitäts-Sternwarte München (USM, Deutschland), Institut für Astrophysik Göttingen (IAG, Deutschland), Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA, Niederlande), Osservatorio Astronomico di Padova-INAF (OAPD, Italien), CNRS/INSU (mit Beiträgen von LESIA, GEPI und IPAG, Frankreich) und A*, eine Partnerschaft, die durch die Universitäten Wien, Innsbruck und Linz (Österreich) vertreten ist.

 
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