První světlo pro interferometrický přístroj MATISSE

Nový přístroj MATISSE pro interferometr VLTI pracující na observatoři ESO/Paranal v severním Chile úspěšně provedl svá první pozorování. MATISSE je dosud nejvýkonnější zařízení na světě pro interferometrii v blízké infračervené oblasti elektromagnetického záření. Data s vysokým rozlišením a spektroskopická měření získaná s jeho pomocí budou využívána ke studiu mladých hvězd, v jejichž okolí probíhá vývoj planet, nebo oblastí ležících v těsné blízkosti superhmotných černých děr v centrech galaxií. První pozorování přístrojem MATISSE bylo provedeno s využitím menších pomocných teleskopů interferometru VLTI a zaměřilo se na některé z nejjasnějších stálic na noční obloze včetně hvězd Sirius, Rigel nebo Betelgeuse. Ukázalo se, že zařízení funguje bez problémů.

Přístroj MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) pozoruje infračervené záření (infrared light), tedy oblast elektromagnetického vlnění mezi viditelným světlem a mikrovlnným zářením, v rozsahu od 3 do 13 mikrometrů.

Jedná se o spektro-interferometr druhé generace pro dalekohled ESO/VLT (Very Large Telescope), který je schopen současně využívat několik teleskopů a přitom těžit z vlnových vlastností světla. Díky zařízení MATISSE může VLTI poskytovat mnohem detailnější snímky kosmických objektů v této spektrální oblasti, než kterýkoliv existující nebo plánovaný dalekohled na světě.

Po dvanácti letech vývoje, na kterém pracoval rozsáhlý tým inženýrů a astronomů z Francie, Německa, Rakouska, Nizozemí a ESO, a po dlouhém období instalace a testování tohoto složitého přístroje, ukázala první pozorování, že MATISSE pracuje dle předpokladů.

TIP:   Družice Chandra objevila několik desítek černých děr střední velikosti

Při prvním pozorování přístrojem MATISSE se vědci zaměřili na rudého veleobra Betelgeuse, u nějž se předpokládá, že v následujících několika stovkách tisíc let exploduje jako supernova. Ukázalo se, že tato mohutná hvězda stále skrývá řadu tajemství.

Nově získaná data poskytují důkazy, že Betelgeuse vypadá jinak velká, pokud ji pozorujeme v různých vlnových délkách. Získaná pozorování astronomům pomohou v dalším studiu okolí této hvězdy a procesů, které vedou k vyvrhování značného množství hmoty do jejího okolí.

Bruno Lopez (Observatoire de la Côte d’Azur – OCA, Nice, Francie), vedoucí vědecký pracovník konstrukčního týmu přístroje MATISSE, přibližuje unikátní možnosti tohoto zařízení: „Rozlišení snímků získaných jedním teleskopem je limitováno průměrem jeho primárního zrcadla. Abychom získali lepší rozlišení, spojíme a necháme interferovat světlo ze čtyř dalekohledů systému VLT. Díky tomu je přístroj MATISSE schopen v oblasti vlnových délek 3–13 μm pořídit ty nejostřejší snímky na světě. Svým pozorováním podpoří výzkum, který v nedaleké budoucnosti začne provádět nový Kosmický teleskop Jamese Webba.“

Předpokládá se, že data získaná pomocí přístroje MATISSE přispějí k poznání v řadě oblastí základního astronomického výzkumu. Zaměří se především na průzkum vnitřních oblastí protoplanetárních disků kolem mladých hvězd, kde se rodí nové planety, také na studium vlastností hvězd v různých stádiích vývoje, nebo pozorování těsného okolí superhmotných černých děr (supermassive black holes) v jádrech galaxií.

Thomas Henning, ředitel Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) v Heidelbergu (Německo) a jeden z hlavních vědeckých pracovníků projektu MATISSE, doplňuje: „Doufáme, že pozorováním vnitřních oblastí protoplanetárních disků pomocí přístroje MATISSE se nám podaří odhalit původ řady důležitých minerálů, které tyto disky obsahují – minerálů, které se následně uplatňují při vývoji kamenných planet podobných Zemi.“

Walter Jaffe (University of Leiden, Nizozemí) a Gerd Weigelt (Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Bonn, Německo), oba vědečtí pracovníci projektu, dodávají: „MATISSE nám poskytne působivé záběry oblastí s probíhajícím vývojem planet, vícenásobných hvězdných systémů, nebo prachových disků obklopujících superhmotné černé díry. Doufáme také, že se nám podaří pozorovat detaily v atmosférách obřích planet Sluneční soustavy nebo ještě exotičtější útvary, jakými jsou vulkány na Jupiterově měsíci Io.“

MATISSE je schopen kombinovat světelné svazky až ze čtveřice hlavních (Unit Telescopes, UT) nebo pomocných (Auxiliary Telescopes, AT) teleskopů systému VLTI a pořizovat jak obrazová tak spektrální pozorování. Kombinace MATISSE/VLTI díky tomu nabízí zobrazovací schopnosti dalekohledu o průměru až 200 m a je schopna produkovat ty nejdetailnější záběry, jaké byly dosud pořízeny v oboru středního infračerveného záření.

První testy přístroje byly provedeny pouze s pomocnými teleskopy AT, další pozorování se čtveřicí hlavních dalekohledů UT/VLT jsou plánována během několika měsíců.

V přístroji MATISSE se světlo astronomického objektu získané jednotlivými teleskopy skládá a výsledkem je interferenční obrazec (interferometrie), který nese informaci o vzhledu. Obraz objektu může být následně rekonstruován na základě informací uložených v interferenčním obrazci.

První světlo pro přístroj MATISSE představuje z pohledu současné optické a infračervené interferometrie velmi významný krok kupředu. Umožní astronomům získat interferometrické snímky s jemnějšími detaily a v širším pásmu vlnových délek, než je dnes možné.

MATISSE bude svou činností doplňovat také výzkum prováděný pomocí přístrojů plánovaných pro dalekohled ELT (Extremely Large Telescope), konkrétně zobrazovacího spektroskopu pro infračervenou oblast METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). Úkolem pro přístroje MATISSE bude sledovat jasnější objekty než METIS, ale s větším úhlovým rozlišením.

Andreas Glindemann, manažer projektu MATISSE při ESO, dodává: “Bylo potřeba zapojit do práce mnoho lidí během řady let, aby se přístroj MATISSE stal skutečností. Je to úžasný pocit vidět, že naše zařízení pracuje tak skvěle. Už se nemůžeme dočkat, jaké vzrušující vědecké výsledky přinese!

Zdroj: Tisková zpráva ESO, foto: ESO/MATISSE consortium, video: ESO/MATISSE consortium/P. Horálek, ESO