Een krachtig nieuw instrument, KMOS geheten, is met succes getest op de Very Large Telescope van de ESO-sterrenwacht op Paranal (Chili). KMOS registreert infrarood licht en heeft de unieke eigenschap dat het 24 objecten tegelijk kan onderzoeken. Dat levert – veel sneller dan tot nu toe mogelijk was – cruciale gegevens op die inzicht moeten geven in de manier waarop sterrenstelsels in het vroege heelal tot ontwikkeling zijn gekomen.
KMOS is gebouwd door een consortium van universiteiten en instituten in het Verenigd Koninkrijk en Duitsland, in samenwerking met ESO. De K-band Multi-Object Spectrograph (KMOS), gekoppeld aan de Unit Telescope 1 van de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal (Chili) heeft zijn eerste licht opgevangen. De afgelopen vier maanden is het 2,5 ton wegende instrument volgens zorgvuldige planning verscheept vanuit Europa, weer in elkaar gezet, getest en geïnstalleerd. Dit was het hoogtepunt van vele jaren van ontwikkeling en constructie door teams in het VK en Duitsland en bij ESO. KMOS is de tweede van de tweede generatie van instrumenten die op de VLT worden geïnstalleerd (de eerste was X-shooter: zie eso0920).
‘KMOS geeft het instrumentarium van ESO’s VLT een spannende nieuwe impuls. Zijn eerste succes is een eerbetoon aan de inzet van een groot team van technici en wetenschappers. Het team verheugt zich op de vele wetenschappelijke ontdekkingen die met KMOS zullen worden gedaan zodra het instrument volledig in bedrijf is,’ zegt Ray Sharples (University of Durham, VK), mede-hoofdonderzoeker van KMOS.
Om de jeugd van sterrenstelsels te kunnen onderzoeken hebben astronomen drie dingen nodig: waarnemingen in het infrarood [1], de mogelijkheid om vele objecten tegelijk waar te nemen en de mogelijkheid om voor elk van deze objecten te onderzoeken hoe hun eigenschappen van plaats tot plaats verschillen [2]. KMOS kan dat allemaal – en tegelijkertijd. Tot nu toe konden astronomen ofwel vele objecten tegelijk waarnemen of één object gedetailleerd onderzoeken. Het kan dan jaren duren voordat een flink aantal objecten onder de loep is genomen. Maar met KMOS kan zo’n survey binnen enkele maanden worden voltooid.
KMOS heeft robotarmen die onafhankelijk van elkaar in de juiste stand kunnen worden gezet om het licht van 24 verre sterrenstelsels, of andere objecten, tegelijk op te vangen. Met elke arm wordt een raster van 14 bij 14 pixels voor het sterrenstelsel gehouden, waarna met elk van de 196 rasterpunten licht van verschillende delen van het stelsel wordt opgevangen en tot zijn samenstellende kleuren wordt ontleed. Dit buitengewoon ingewikkelde instrument telt meer dan duizend optische oppervlakken die zeer zorgvuldig moesten worden vervaardigd en uitgelijnd [3].
‘Ik kan me herinneren dat ik bij het begin van dit project, acht jaar geleden, sceptisch was over de complexiteit van KMOS. Maar nu doen we er waarnemingen mee en functioneert het instrument geweldig,’ zegt Jeff Pirard, die als ESO-staflid verantwoordelijk is voor het instrument. ‘Bovendien was het een groot genoegen om met het KMOS-team samen te werken. Ze zijn heel professioneel en we hebben met plezier samengewerkt.’
KMOS is ontworpen en gebouwd door een consortium van instituten, in samenwerking met ESO. Het betreft: het Centre for Advanced Instrumentation, Department of Physics, van Durham University (VK), de Universitäts-Sternwarte München (Duitsland), het UK Astronomy Technology Centre van de Royal Observatory in Edinburgh van de Science and Technology Facilities Council (VK), het Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching (Duitsland) en het Sub-Department of Astrophysics van de University of Oxford (VK).
‘Ik verheug me op de fantastische mogelijkheden die KMOS voor het onderzoek van verre sterrenstelsels te bieden heeft. Het vermogen om 24 objecten tegelijk waar te nemen, stelt ons in staat om een ongekend groot aantal sterrenstelsels te onderzoeken. De samenwerking tussen alle partners en ESO liet niets te wensen over en ik ben iedereen die aan de bouw van KMOS heeft bijgedragen zeer dankbaar,’ besluit mede-hoofdonderzoeker Ralf Bender (Universitäts-Sternwarte München en Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Duitsland).
Noten
[1] De uitdijing van het heelal maakt de golflengte van het licht dat sterrenstelsels hebben uitgezonden steeds langer. Hierdoor is veel van het licht van de verre stelsels waarin astronomen zijn geïnteresseerd verschoven van zichtbare golflengten naar de langere infrarode golflengten.
[2] Deze techniek, die integraalveldspectroscopie heet, maakt het mogelijk om gelijktijdig de eigenschappen van verschillende delen van een object, zoals een sterrenstelsel, te onderzoeken. Hieruit kan worden afgeleid hoe snel een stelsel roteert en welke massa het heeft. Ook kunnen de chemische samenstelling en diverse fysische eigenschappen van de verschillende delen van het object worden bepaald.
[3] De meeste complexe onderdelen van KMOS hebben een bedrijfstemperatuur van –140 graden Celsius, wat grote technische uitdagingen met zich meebrengt.
Meer informatie
Het jaar 2012 staat in het teken van de vijftigste verjaardag van de oprichting van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarneemlocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
