24-ramienny olbrzym do badania wczesnego życia galaktyk

KMOS na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) podczas uzyskiwania pierwszego światła

Instrument KMOS zamontowany na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium ESO Paranal w Chile. KMOS jest unikalny, gdyż będzie w stanie obserwować w tym samym czasie nie jeden, a 24 obiekty w świetle podczerwonym i jednocześnie badać strukturę każdego z nich. Dostarczy kluczowych danych, które pomogą zrozumieć w jaki sposób we wczesnym Wszechświecie rosły i ewoluowały galaktyki – i będzie to czynić znacznie szybciej niż było to możliwe do tej pory. KMOS został wybudowany przez konsorcjum uniwersytetów i instytutów z Wielkiej Brytanii i Niemiec, we współpracy z ESO.

Na zdjęciu KMOS znajduje się w srebrnej strukturze w centrum, otoczony przez niebieski pierścień, który łączy go z VLT Unit Telescope 1, widocznym po lewej. Po prawej wielki srebrny cylinder obejmuje rozszerzoną elektronikę KMOS i pozwala na jej obracanie wraz z ruchem teleskopu.

ESO/G. Lombardi

Nowy, potężny instrument o nazwie KMOS został właśnie z sukcesem przetestowany na leżącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile. KMOS jest unikalny, gdyż będzie w stanie obserwować w tym samym czasie nie jeden, a 24 obiekty w świetle podczerwonym i jednocześnie badać strukturę każdego z nich. Dostarczy kluczowych danych, które pomogą zrozumieć w jaki sposób we wczesnym Wszechświecie rosły i ewoluowały galaktyki – i będzie to czynić znacznie szybciej niż było to możliwe do tej pory. KMOS został wybudowany przez konsorcjum uniwersytetów i instytutów z Wielkiej Brytanii i Niemiec, we współpracy z ESO.

Pierwsze światło uzyskał wieloobiektowy spektrograf w paśmie K (KMOS - K-band Multi-Object Spectrograph), zamontowany na Teleskopie Głównym nr 1 (Unit Telescope 1) Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Obserwatorium ESO Paranal w Chile. Podczas czteromiesięcznego okresu, trwającego od sierpnia, ten 2,5-tonowy instrument został przetransportowany z Europy, ponownie złożony, przetestowany i zainstalowany. Była to kulminacja wielu lat projektowania i budowy instrumentu przez zespoły z Wielkiej Brytanii i Niemiec oraz z ESO. KMOS jest drugim z instrumentów drugiej generacji, które zostały zainstalowane na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT). Pierwszym był X-shooter (zobacz eso0920).

„KMOS wniesie nowe, ekscytujące możliwości do zestawu instrumentarium w ESO VLT. Jego początkowy sukces jest hołdem poświęceniu wielkiego zespołu inżynierów i naukowców. Zespół oczekuje wielu przyszłych odkryć naukowych dokonanych za pomocą KMOS, gdy testowanie instrumentu zostanie w pełni ukończone” mówi Ray Sharples (University of Durham, Wielka Brytania), jeden z kierowników naukowych projektu KMOS.

Aby badać wczesne życie galaktyk astronomowie potrzebują trzech rzeczy: obserwacji w podczerwieni [1], obserwacji wielu obiektów za jednym razem oraz – dla każdego z obiektów – map zmian ich własności pomiędzy poszczególnymi częściami obiektów [2]. KMOS potrafi jednocześnie robić wszystkie te rzeczy. Do tej pory astronomowie mogli albo jednocześnie obserwować wiele obiektów, albo wykonywać szczegółową mapę jednego obiektu. Dokładny przegląd mógł trwać latami w przypadku dużej próbki obiektów. Ale dzięki KMOS, który wykonuje mapy własności wielu obiektów jednocześnie, takie przeglądy mogą zostać wykonane w perspektywie zaledwie miesięcy.

KMOS posiada automatyczne ramiona, które można niezależnie ustawiać we właściwym miejscu, aby jednocześnie uchwycić światło od 24 odległych galaktyk, albo innych obiektów. Każde z ramion ustawia siatkę 14 na 14 pikseli na każdym z obiektów i wszystkie z tych 196 punktów zbierają światło z odrębnych części galaktyki, a następnie dzielą je na składowe kolory widma. Słabe sygnały są następnie rejestrowane przez bardzo czułe detektory podczerwieni. Ten niesamowicie złożony instrument posiada ponad tysiąc powierzchni optycznych, które musiały zostać wytworzone z wielką dokładnością i starannie ustawione [3].

„Pamiętam, że gdy osiem lat temu projekt wystartował, byłem bardzo sceptyczny odnośnie złożoności KMOS. Ale dzisiaj obserwujemy, a instrument sprawuje się cudownie” mówi Jeff Pirard, pracownik ESO odpowiedzialny za instrument. „Co więcej, wspólna praca z zespołem KMOS była prawdziwą przyjemnością. Są to profesjonaliści i nasza współpraca świetnie się układała.”

KMOS został zaprojektowany i zbudowany przez konsorcjum instytutów pracujących w kooperacji z ESO. Są to: Centre for Advanced Instrumentation, Department of Physics, Durham University, Durham, Wielka Brytania, Universitätssternwarte München, München, Niemcy, Science and Technology Facilities Council's UK Astronomy Technology Centre, Royal Observatory, Edinburgh, Wielka Brytania, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy, Sub-Department of Astrophysics, University of Oxford, Oxford, Wielka Brytania.

“Jestem podekscytowany fantastycznymi możliwościami, jakie oferuje KMOS w zakresie badania odległych galaktyk. Możliwość obserwowania jednocześnie 24 galaktyk pozwoli nam na zbudowanie próbki galaktyk o niespotykanej liczebności i jakości. Współpraca ze wszystkimi partnerami i z ESO nie mogła być lepsza i jestem bardzo wdzięczny wszystkim, którzy wnieśli swój wkład w budowę KMOS” podsumowuje Ralf Bender (Universitätssternwarte München, Niemcy), jeden z kierowników naukowych projektu.

Uwagi

[1] Rozszerzanie się Wszechświata przesuwa światło do dłuższych fal. Oznacza to, że większość światła od odległych galaktyk, którym interesują się astronomowie, jest przesunięta z zakresu fal widzialnych do dłuższych fal podczerwonych. Aby zbadać ewolucję galaktyki niezbędne są instrumenty pracujące w podczerwieni.

[2] Technika ta, zwana spektroskopią całego pola (integral-field spectroscopy), pozwala astronomom na jednoczesne badanie własności różnych części obiektu takiego jak galaktyka, aby zobaczyć w jaki sposób rotuje i wyznaczyć jego masę. Pozwala także na ustalenie składu chemicznego i innych fizycznych własności różnych części obiektu.

[3] Większość złożonych mechanizmów w KMOS musi pracować w temperaturze minus 140 stopni Celsjusza, co stanowi poważne wyzwanie inżynieryjne.

Źródło: ESO | Tłumaczenie: Krzysztof Czart

Liczba odsłon: 1905