METIS-Instrument des ELT erreicht Design-Etappenziel

MPIA trägt maßgeblich zum Erfolg bei

METIS, der leistungsstarke Imager und Spektrograf für das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, hat am Hauptsitz der ESO in Garching seine vorläufige Designprüfung bestanden. METIS, kurz für „Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph“, wird den riesigen Hauptspiegel des Teleskops voll nutzen, um eine große Bandbreite wissenschaftlicher Themen zu untersuchen. Das MPIA leitet die Konstruktion von wichtigen Elementen des neuen Instruments.

Das ELT wird das größte optische, bis zum mittleren Infrarotbereich nutzbare Teleskop der Welt sein, wenn es gegen Mitte dieses Jahrzehnts in Betrieb geht. Mit seinem 39 Meter großen Hauptspiegel und den fortschrittlichen Systemen für adaptive Optik wird es die sechsfache Auflösung des James-Webb-Weltraumteleskops haben. METIS wird dieses bemerkenswerte Teleskop und seine adaptive Optik voll ausnutzen, um Strukturen und Zusammensetzung von Objekten in unserem Sonnensystem bis hin zu fernen aktiven Galaxien mit revolutionärer Präzision zu untersuchen. METIS wird extrem gut geeignet sein, um den Lebenszyklus von Sternen zu erforschen, von jungen Sternen und planetenbildenden Scheiben bis zu älteren Sternen gegen Ende ihrer Lebenszeit.

Unter anderem wird von METIS erwartet, dass es große Beiträge zu einem der dynamischsten und aufregendsten Bereiche der Astronomie sowohl für Wissenschaftler als auch für die Öffentlichkeit, den Exoplaneten, leisten wird. Das Instrument wird in der Lage sein, Temperatur, Wetter und jahreszeitliche Veränderungen in der Atmosphäre vieler riesiger Exoplaneten zu untersuchen. Außerdem hat METIS das Potenzial, direkt terrestrische Exoplaneten bei den nächsten Sternen zu entdecken und, in günstigen Fällen, die Zusammensetzung ihrer Atmosphäre zu erforschen.

Jetzt, da das Instrument seine vorläufige Designprüfung bestanden hat, wird das METIS Konsortium das Design im Detail weiterentwickeln, bevor der Bau des Instruments beginnt.

Das MPIA ist der zweitgrößte Partner im METIS-Konsortium. Am MPIA arbeitet derzeit ein Team von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern am endgültigen Entwurf des IMAGER- und des SCAO-Subsystems (Single-Conjugate Adaptive Optics). Der verantwortliche Wissenschaftler (Co-I) ist Markus Feldt, Projektmanagerin ist Silvia Scheithauer.

Das IMAGER-Subsystem umfasst zwei wissenschaftliche Kameras für das LM- und N-Band, die beugungsbegrenzte Bilder bei 3-13 Mikrometern liefern. Der Imager bietet auch Spaltspektroskopie mit niedriger/mittlerer Auflösung sowie Koronagrafie für kontrastreiche Bilder.

Das SCAO-Subsystem korrigiert atmosphärische Verzerrungen und ist daher für beugungsbegrenzte Beobachtungen mit METIS unerlässlich. Es besteht aus einem Wellenfrontsensor, der Regelungssoftware und dem Real Time Computer (RTC). Der Wellenfrontsensor misst die gestörte eintreffende Wellenfront. Sein Signal wird vom Echtzeitrechner verarbeitet, der seinerseits Regelungssignale an den deformierbaren ELT-Spiegel M4 sendet.

Zusätzlich zu diesen Hardware-Beiträgen hat das MPIA drei Schlüsselrollen innerhalb des METIS-Konsortiums inne: den Instrumentenwissenschaftler Roy van Boekel, den SCAO Lead Thomas Bertram und den Thermal Lead Werner Laun. Der Instrumentenwissenschaftler arbeitet an der Schnittstelle zwischen den wissenschaftlichen Anwendern, die die benötigten Fähigkeiten des Instruments definieren, und dem technischen Team, das das Instrument entsprechend den technischen Möglichkeiten und Ressourcen auslegt. Der Instrumentenwissenschaftler stellt sicher, dass die Güte des technischen Designs den entsprechenden Anforderungen entspricht.

Dementsprechend sind der SCAO Lead und der Thermal Lead dafür verantwortlich, die AO bzw. die thermische Funktion des gesamten METIS-Instruments sicherzustellen.

Weitere Informationen

Das METIS-Konsortium besteht aus NOVA (niederländische Forschungsschule für Astronomie, vertreten durch die Universität Leiden, Niederlande), dem Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA, mit Sitz in Heidelberg), der Universität zu Köln, dem UK Astronomy Technology Centre (UKATC, Edinburgh, Großbritannien), der KU Leuven (Belgien), dem Kernforschungszentrum Saclay (CEA Saclay, Frankreich), dem Center for Astrophysics and Gravitation (CENTRA, Universität Lissabon, Portugal), der ETH Zürich (Schweiz), A* (einer österreichischen Partnerschaft, die durch die Universitäten Wien, Innsbruck, Graz und Linz sowie durch RICAM Linz, Österreichische Akademie der Wissenschaften, vertreten ist), der Universität Michigan in Ann Arbor (USA), dem Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics in Taipei (Taiwan) und der Universität Liège (Belgien) mit Beiträgen der ESO.