METIS ayudará a los astrónomos a comprender mejor la formación de planetas estudiando la estructura física y la evolución de los discos protoplanetarios, así como la composición química del material que los forma. El instrumento también permitirá a los astrónomos observar planetas ya formados alrededor de otras estrellas, estudiando los climas y las propiedades atmosféricas de exoplanetas dominados por gas con periodos orbitales cortos y largos, así como buscando planetas pequeños alrededor de las estrellas más cercanas.

En nuestro propio Sistema Solar, METIS permitirá a los astrónomos mirar a través de la atmósfera marciana en busca de especies moleculares desconocidas en el limbo de Marte, que se formó a altitudes de 80 a 100 km bajo el flujo ultravioleta solar. METIS también estudiará asteroides y objetos del cinturón de Kuiper, que proporcionan una ventana a las propiedades del disco protoplanetario donde se formaron la Tierra y otros planetas. Con METIS, los astrónomos podrán deducir las condiciones físicas y la composición química de nuestro disco de formación planetaria a través de la espectroscopía de asteroides (regiones interiores) y objetos del cinturón de Kuiper (regiones exteriores).

METIS será muy adecuado para estudiar el ciclo de vida de las estrellas, desde las protoestrellas jóvenes hasta las estrellas más viejas que se acercan al final de su vida. Ampliará nuestra comprensión de la formación de estrellas masivas estudiando los procesos de acreción y las propiedades de los discos, las multiplicidades, los procesos de retroalimentación y las funciones de luminosidad en cúmulos estelares incrustados. También ayudará a los astrónomos a estudiar las estrellas evolucionadas y sus entornos circunestelares, permitiéndonos comprender mejor la compleja zona de viento interior de la envoltura de estrellas asintóticas de rama gigante: la velocidad, la densidad y las estructuras térmicas de las envolturas complejas, y su química. METIS también es adecuado para estudiar enanas marrones de baja masa (estrellas "fallidas"), permitiendo así la búsqueda de una posible población de enanas marrones más frías (T < 400 K) y estudios de su velocidad de rotación.

Además, el instrumento permitirá a los astrónomos estudiar las galaxias y los ambientes de sus centros donde se esconden los agujeros negros. En nuestra propia Vía Láctea, METIS estudiará las inmediaciones del agujero negro galáctico, así como las propiedades de los cúmulos de estrellas jóvenes circundantes. METIS también nos permitirá hacer ciencia extragaláctica, tanto a corrimiento al rojo bajo como intermedio. Observar las galaxias más cercanas nos ayudará a comprender el origen físico de la correlación entre la masa del agujero negro y la del esferoide galáctico a partir del tamaño, la geometría y la dinámica de la región circunnuclear, así como la interacción entre la formación de estrellas y la reacción nuclear. En corrimientos al rojo intermedios, METIS estudiará la evolución y la historia de fusión de las galaxias infrarrojas más luminosas a través de la morfología y el campo de velocidad de su emisión de Hα desplazada hacia el rojo.

• Imágenes en la banda L/M (3–5 μm). El generador de imágenes incluirá espectroscopía de rejilla de resolución media (R ~ 1000), así como coronagrafía para imágenes de alto contraste;
• Imágenes en la banda N (7,5–13,5 μm). El generador de imágenes de banda N incluirá espectroscopía de rejilla de baja resolución (R ~ unos cientos), así como coronagrafía para imágenes de alto contraste;
• Espectroscopía IFU de alta resolución (R ~ 100.000) en la banda L/M, incluido un modo con cobertura de longitud de onda instantánea extendida (asistido por un coronógrafo frente al IFS).

Para lograr un rendimiento limitado por difracción, METIS utilizará un sistema de óptica adaptativa (AO) conjugada simple para compensar la turbulencia atmosférica. El frente de onda se medirá dentro de METIS, y esta información se utilizará para controlar los espejos adaptativos (M4 y M5) del ELT.

Simulador 

Herramienta para simular las observaciones de los instrumentos

Objetivo científico

Descripción de las motivaciones científicas del instrumento, presentadas inicialmente por el consorcio del instrumento.

Requisitos de nivel superior

Descripción de las características del instrumento requeridas por la ciencia

METIS es posible gracias a la colaboración entre institutos de astronomía de varios países de Europa y del extranjero.

El consorcio internacional de METIS está conformado por NOVA (Escuela de Investigación en Astronomía de los Países Bajos, representada por la Universidad de Leiden, Países Bajos), el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA, con sede en Heidelberg, Alemania), la Universidad de Colonia (Alemania), el UK Astronomy Technology Centre (UKATC, en Edimburgo, Escocia, Reino Unido), la KULeuven (Bélgica), el centro de investigación Paris-Saclay del CEA (Comisión de Energías Alternativas y Energía Atómica de Francia), el Centro de Astrofísica y Gravitación (CENTRA, Universidad de Lisboa, Portugal), ETH Zürich (Suiza), la Universidad de Viena (en representación del consorcio A*, que incluye las universidades de Innsbruck, Linz y Viena, Austria), la Universidad de Míchigan en Ann Arbor (Estados Unidos), el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica en Taipéi (Taiwán), la Universidad de Lieja (Bélgica), y cuenta además con contribuciones de ESO.