MATISSE-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) gjorde framgångsrikt sina första observationer vid Paranal-observatoriet i norra Chile i början av 2018. MATISSE är det mest kraftfulla interferometriska instrumentet i världen vid medelinfraröda våglängder. Den kommer att använda högupplöst bildbehandling och spektroskopi för att undersöka områdena runt unga stjärnor där planeter bildas samt områdena runt supermassiva svarta hål i galaxernas centrum. Den här bilden är en färgad version av de första interferometriska observationerna av stjärnan från MATISSE Sirius, kombinerar data från fyra hjälpteleskop i VLT. Färgerna representerar de ändrade våglängderna för data, med blått som visar de kortare våglängderna och rött desto längre. Observationerna gjordes i infraröd, så dessa är inte färgerna som skulle ses med det mänskliga ögat. Kredit:ESO/MATISSE-konsortiet
Det nya MATISSE-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) har nu framgångsrikt gjort sina första observationer vid Paranal-observatoriet i norra Chile. MATISSE är det mest kraftfulla interferometriska instrumentet i världen vid medelinfraröda våglängder. De första MATISSE-observationerna använde VLTI:s hjälpteleskop för att undersöka några av de ljusaste stjärnorna på natthimlen, inklusive Sirius, Rigel och Betelgeuse, och visade att instrumentet fungerar bra.
MATISSE (Multi AperTure mid-infrared SpectroScopic Experiment observerar infrarött ljus – ljus mellan den synliga våglängden och mikrovågsvåglängden i det elektromagnetiska spektrumet, täcker våglängder från 3-13 mikrometer (μm). Det är ett andra generationens spektro-interferometerinstrument för ESO:s Very Large Telescope som kan dra fördel av flera teleskop och ljusets vågnatur. På det här sättet, den producerar mer detaljerade bilder av himlaobjekt än vad som kan erhållas med något existerande eller planerat enstaka teleskop vid dessa våglängder.
Efter 12 års utveckling av ett stort antal ingenjörer och astronomer i Frankrike, Tyskland, Österrike, Nederländerna och vid ESO, och efter en lång period av krävande arbete med att installera och testa detta mycket komplexa instrument, De första observationerna har nu bekräftat att MATISSE fungerar som förväntat.
De första MATISSE-observationerna av den röda superjätten Betelgeuse, som förväntas explodera som en supernova om några hundra tusen år, visade att den fortfarande har hemligheter att avslöja. De nya observationerna visar bevis på att stjärnan verkar ha en annan storlek när den ses vid olika våglängder. Sådana data kommer att göra det möjligt för astronomer att ytterligare studera den enorma stjärnans omgivning och hur den släpper ut material i rymden.
Huvudutredaren för MATISSE, Bruno Lopez (Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), Trevlig, Frankrike), förklarar dess unika kraft:"Enstaka teleskop kan uppnå bildskärpa som begränsas av storleken på deras speglar. För att få ännu högre upplösning, vi kombinerar – eller stör – ljuset från fyra olika VLT-teleskop. Genom att göra detta kan MATISSE leverera de skarpaste bilderna av något teleskop någonsin i våglängdsområdet 3-13 μm, där det kommer att komplettera James Webb Space Telescopes framtida observationer från rymden."
MATISSE kommer att bidra till flera grundläggande forskningsområden inom astronomi, fokuserar särskilt på de inre områdena av skivor runt unga stjärnor där planeter bildas, studiet av stjärnor i olika skeden av deras liv, och omgivningarna av supermassiva svarta hål i galaxernas centrum.
Thomas Henning, direktör vid Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) i Heidelberg, Tyskland, och MATISSE medansvarig utredare, kommenterar:"Genom att titta på de inre regionerna av protoplanetära skivor med MATISSE, vi hoppas kunna lära oss ursprunget till de olika mineralerna som finns i dessa skivor - mineraler som senare kommer att forma de fasta kärnorna på planeter som jorden."
Walter Jaffe, projektforskaren och huvudforskaren från University of Leiden i Nederländerna, och Gerd Weigelt, medansvarig utredare från Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Bonn, Tyskland, lägg till:"MATISSE kommer att ge oss dramatiska bilder av planetbildande regioner, flera stjärnor, och, när du arbetar med VLT Unit Telescopes, även de dammiga skivorna som matar supermassiva svarta hål. Vi hoppas också kunna observera detaljer om exotiska objekt i vårt solsystem, såsom vulkaner på Io, och atmosfärerna hos gigantiska exoplaneter."
MATISSE är en fyrvägs strålkombinator, vilket innebär att den kombinerar ljuset som samlas in från upp till fyra av de 8,2 meter långa VLT-enhetsteleskopen eller upp till fyra av de extra teleskopen (AT) som utgör VLTI, utföra både spektroskopiska och avbildningsobservationer. Genom att göra så, MATISSE och VLTI har tillsammans den bildgivande kraften hos ett teleskop på upp till 200 meter i diameter, kan producera de mest detaljerade bilderna någonsin vid medelinfraröda våglängder.
De första testerna gjordes med hjälpteleskopen, och ytterligare observationer med de fyra VLT-enhetsteleskopen planeras under de närmaste månaderna.
MATISSE överlagrar ljuset från ett astronomiskt objekt från det kombinerade ljuset från flera teleskop, resulterar i ett interferensmönster som innehåller information om objektets utseende, varifrån en bild sedan kan rekonstrueras.
MATISSE:s första ljus markerar ett stort steg framåt i räckvidden av nuvarande optiska/infraröda interferometrar och kommer att göra det möjligt för astronomer att få interferometriska bilder med finare detaljer över ett bredare våglängdsområde än vad som för närvarande är möjligt. MATISSE kommer också att komplettera de instrument som planeras för ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT), i synnerhet METIS (medelinfraröd ELT-bildkamera och spektrograf). MATISSE kommer att observera ljusare föremål än METIS, men med högre rumslig upplösning.
Andreas Glindemann, MATISSE projektledare på ESO, avslutar:"Att göra MATISSE till verklighet har involverat många människors arbete under många år och det är underbart att se instrumentet fungera så bra. Vi ser fram emot den spännande vetenskapen som kommer!"
