Meilen­stein für eine neue Ära der Beobachtung von Exoplaneten

Das Instrument METIS für das Extremely Large Telescope (ELT) des European Southern Observatory (ESO) hat den ersten wichtigen Meilenstein seiner Designphase erreicht. Das Instrument ist eine Kombination aus Kamera und Spektrometer, das im infraroten Wellenlängenbereich beobachten und alle Vorteile des ELTs mit seinem Hauptspiegel von 39 m Durchmesser ausnutzen wird.
ELT Instrument METIS.
Bild: ELT Instrument METIS. (Credit: ESO/METIS Consortium)

Das ELT mit seinem innovativen adaptiven Optiksystem wird mit einem Spiegeldurchmesser von 39 m das weltgrößte Spiegelteleskop sein und in der Mitte dieses Jahrzehnts in Betrieb gehen. Der Mid-Infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS) erschließt ein wichtiges Wellenlängenfenster zur Erforschung des Lebenszyklus von Sternen und der physikalischen Prozesse in Galaxienkernen. Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei die Beobachtung von Exoplaneten sein. METIS ermöglicht, die Atmosphären von Exoplaneten näher zu untersuchen, dabei Temperaturen und saisonale Wetterbedingungen von Gasriesen zu studieren. „Darüber hinaus besitzt METIS auch das Potenzial zur direkten Detektierung von terrestrischen Exoplaneten um die nächsten Sterne – der spannendste Aspekt des Projekts“, erklärt Prof. Norbert Przybilla, Astrophysiker an der Universität Innsbruck und Mitglied des Konsortiums.

Nach einer tiefgehenden, positiven Evaluierung der Konzepte für die Optomechanik, Elektronik und Software kann nun das Design für METIS finalisiert werden. Mit der eigentlichen Konstruktion des Instrumentes wird 2022 begonnen werden. METIS wird im Rahmen eines internationalen Konsortiums gebaut, das aus Universitäts- und Forschungsinstituten aus Deutschland, Österreich, den Niederlanden, Frankreich, Belgien, Schweiz, Schottland, Portugal, Taiwan und den USA besteht. Die Leitung des Konsortiums liegt bei der Universität Leiden in den Niederlanden. Österreich ist seit 2008 Mitglied bei der ESO, der weltweit größten Forschungsinfrastruktur für Astrophysik. Um eine nachhaltige Nutzung dieser Infrastruktur zu gewährleisten, sind österreichische WissenschafterInnen auch aktiv an der Entwicklung von neuen Forschungsinstrumenten für ESO beteiligt. Dies geschieht im Rahmen eines Konsortiums in den Bereichen Astrophysik und angewandte Mathematik. Das Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck entwickelt zusammen mit dem Institut für Astrophysik der Universität Wien ein Softwarepaket zur Kalibration der METIS-Beobachtungen. Die Software muss dazu ein Datenvolumen von mehreren Terabyte pro Nacht verarbeiten. Das Institut für Industriemathematik der Universität Linz entwickelt gemeinsam mit RICAM (Johann Radon Institute for Computational and Applied Mathematics) ein Softwarepaket zur Modellierung und Rekonstruktion der Bildverzerrungen, die durch optische und atmosphärische Störungen entstehen. An der Universität Wien wird  auch ein Softwarepaket entwickelt, mit dem astronomische Beobachtungen simuliert werden, um die Performance von METIS bereits in der Designphase evaluieren zu können; an der Universität Wien liegt auch das Projektmanagement.

Die Finanzierung dieser Partnerschaft erfolgte bisher nebst Beiträgen der Universitäten und Institute zu einem signifikanten Anteil aus Hochschulraum-Strukturmittel des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung und befindet sich jetzt in der Phase, die Mittel auch für die nächsten Jahre bis zur Fertigstellung des Instrumentes zu akquirieren.

(Norbert Przybilla/red)

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