Auszeichnung durch die Spanische Astronomische Gesellschaft für Conchi Cárdenas Vázquez
Beste Doktorarbeit im Bereich Instrumentierung
Die Doktorarbeit mit dem Titel ,,PANIC, una cámara infrarroja de gran campo para Calar Alto” (PANIC, eine Infrarotkamera mit großem Gesichtsfeld für Calar Alto) widmet sich der Weitfeld-Infrarotkamera PANIC, die am 2,2m- oder am 3,5m-Teleskop des Calar Alto-Observatoriums eingesetzt werden kann. Die Arbeit umfasst theoretische Studien, optisches Design, Zusammenbau und Integration sowie die Verifikation von PANIC mit beiden Teleskopen.
Die Weitfeld-Infrarotkamera ist eine Gemeinschaftsentwicklung des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) und des Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) und gehört zur neuen Generation von Weitfeld-Infrarotkameras für bodengebundene Teleskope. PANIC ist das erste Instrument dieser Art für die spanische astronomische Gemeinschaft. Von extragalaktischer Astronomie bis hin zur Untersuchung des Sonnensystems profitieren viele wissenschaftliche Anwendungen vom weiten Gesichtsfeld und vom reichen Filtersatz des Instruments, das außerdem bestens für die Durchführung von großen Durchmusterungen geeignet ist. Darüberhinaus kann PANIC zur Forschung an Sternentstehung, Gammastrahlen-Ausbrüchen oder weit entfernten Quasaren verwendet werden.
,,Bei der Entwicklung der Kamera gab es mehrere wichtige Herausforderungen“, sagt Concepción Cárdenas (MPIA), ,,und zwar wegen des beabsichtigten großen Gesichtsfeldes am 2,2m-Teleskop und wegen des großen Spektralbereichs, der den gesamten Nahinfrarotbereich umfasst. Zunächst mussten große Linsen entworfen werden, wobei ein System mit starken Abbildungsfehlern (vor allem Astigmatismus und Bildfeldkrümmung) optimiert und auch chromatische Aberrationen minimiert werden mussten, die der weite Wellenlängenbereich mit sich bringt. Zweitens bestand wegen des Einbaus von PANIC in den Cassegrain-Fokus des Teleskops die Herausforderung, den optischen Lichtweg zu falten und das ganze Instrument in einem begrenzten Volumen unterzubringen.“
Die optische Bank von PANIC während der Integration des Instruments im Labor am MPIA. Sie trägt die kompletten Optiken und Detektoren.
Mit seinen speziellen Eigenschaften ist PANIC einzigartig unter den wenigen existierenden Instrumenten dieser Art. Die Kamera arbeitet im Nahinfrarotbereich, wo Vakuum- und Kältetechnik benötigt wird, um das Instrument auf -178°C zu kühlen. Am 2,2m-Teleskop deckt das große Gesichtsfeld die Größe des Vollmonds ab, am 3,5m-Teleskop passt Jupiter mit seinen großen Monden, den Galileischen Satelliten, hinein. PANIC erfüllt hinsichtlich Abbildungsmaßstab, Gesichtsfeld, Bildqualität und Feldverzerrung alle Anforderungen, was an beiden Teleskopen verifiziert wurde. Beobachtungen mit PANIC ermöglichen der (inter)nationalen astronomischen Gemeinschaft innovative und kreative wissenschaftliche Studien.
Der Vollmond am 6. November 2014 war das ,,First Light”-Bild für PANIC am 2,2m-Teleskop. Das Bild wurde durch den Schmalbandfilter für molekuaren Wasserstoff (H2) aufgenommen und hat ein Gesichtsfeld von 30´ × 30´.
Seit der Inbetriebnahme der Kamera sind die Ergebnisse verschiedener Wissenschaftsprojekte veröffentlicht worden. Alle auf PANIC basierenden Publikationen, einschließlich technischer Artikel, die während der Entwicklung des Instruments herauskamen, finden sich auf der Webseite des Instruments: http://panic.iaa.es/publications.
Im August 2018 begann ein Projekt zur Auswechslung des gegenwärtigen Mosaiks aus vier 2K×2K-Detektoren durch einen monolithischen 4K×4K-Detektor besserer Qualität. Nach Lieferung des neuen Detektors, der folgenden Feinanpassung und Überprüfung der optischen Qualität am MPIA, wird Calar Alto dieses Weitwinkel-Infrarotauge voraussichtlich in 2020 wieder öffnen.
Verantwortlich für PANIC waren Matilde Fernández (IAA Granada) und am MPIA Josef Fried und Klaus Meisenheimer.
Literaturhinweise
Die helle Infrarotquelle RAFGL 5475, aufgenommen mit PANIC am 2,2m-Teleskop in den Filtern J, H und Ks. Größe des Gesichtsfelds 15´ × 15´. Dieses Bild zeigt die ausgezeichnete Bildqualität des Instruments.
Der Text der Doktorarbeit von Concepción Cárdenas Vázquez findet sich hier: http://digibug.ugr.es/handle/10481/54456
Link zu den News zum SEA-Preis: https://www.sea-astronomia.es/noticias/daniel-nobrega-siverio-isabel-santos-y-concepcion-cardenas-premios-sea-tesis-2019