European
Southern
Observatory
Instrumentos del ELT
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Southern
Observatory
MICADO, un instrumento del ELT de primera generación, tomará imágenes de alta resolución del Universo en longitudes de onda del infrarrojo cercano. Esto hace que el instrumento sea ideal para identificar exoplanetas, pero también para identificar estrellas individuales en otras galaxias e investigar el misterioso centro de la Vía Láctea.
MICADO, un instrumento del ELT de primera generación, tomará imágenes de alta resolución del Universo en longitudes de onda del infrarrojo cercano. Esto hace que el instrumento sea ideal para identificar exoplanetas, pero también para identificar estrellas individuales en otras galaxias e investigar el misterioso centro de la Vía Láctea.
MICADO, un instrumento del ELT de primera generación, tomará imágenes de alta resolución del Universo en longitudes de onda del infrarrojo cercano. Esto hace que el instrumento sea ideal para identificar exoplanetas, pero también para identificar estrellas individuales en otras galaxias e investigar el misterioso centro de la Vía Láctea.
MICADO aprovechará todo el potencial de la máxima resolución del gran ELT para avanzar en muchas áreas de la astronomía. Los astrónomos lo utilizarán para obtener imágenes detalladas de la estructura de galaxias lejanas, estudiar estrellas individuales en galaxias cercanas y, usando un coronógrafo para bloquear la luz de las estrellas, descubrir y caracterizar exoplanetas. MICADO será también una herramienta única y poderosa para explorar ambientes donde las fuerzas gravitacionales son extremadamente fuertes, como aquellas que ocurren cerca del agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
MICADO ofrecerá a los astrónomos la posibilidad de tomar imágenes a una profundidad sin precedentes, gracias a la combinación del gran espejo primario del ELT y la corrección del efecto de desenfoque de la atmósfera que proporcionará el sistema de óptica adaptativa MORFEO. Las funciones de alta tecnología del instrumento le permitirán superar con creces las capacidades de los mejores observatorios que tenemos en la actualidad, como el Telescopio Espacial Hubble, y su sensibilidad será comparable a la del Telescopio Espacial James Webb, pero con una resolución seis veces mayor.
¡Conoce a MICADO, una supercámara para el ELT!
Inmediatamente después del Big Bang no había estructura en el Universo, ni estrellas individuales, ni galaxias. Descubrir cómo evolucionó el Universo desde este estado hasta la rica población de estrellas y galaxias que vemos hoy es un área clave de la investigación astronómica. Para comprender el crecimiento de las galaxias, los astrónomos estudian la cantidad y el tipo de estrellas de las galaxias a diferentes distancias. Gracias a la alta resolución espacial de MICADO, se podrá identificar objetos muy pequeños y distantes, lo que permitirá a los astrónomos estudiar la población de estrellas en galaxias más allá de nuestro vecindario galáctico inmediato.
Comparación de cómo se verían los campos estelares densamente poblados al ser observados por el Telescopio Espacial Hubble (HST, izquierda), el Telescopio Espacial James Webb (JWST, centro) y el instrumento MICADO del ELT (derecha), para tres diferentes densidades estelares. Crédito: ESO/MICADO consortium
MICADO también estará bien preparado para investigar la región que rodea el agujero negro en el centro de la Vía Láctea, ampliando el trabajo realizado con los telescopios de ESO desde la década de 1990 y que fue reconocido con el Premio Nobel de Física 2020. Los astrónomos han descubierto que hay agujeros negros masivos en el centro de muchas galaxias, y nuestro hogar galáctico no es una excepción. Se ha detectado un agujero negro con una masa cuatro millones de veces superior a la del Sol al observar su impacto en las órbitas de estrellas cercanas. En las últimas décadas, utilizando los generadores de imágenes de mayor resolución espacial, los astrónomos han mapeado con gran precisión los movimientos de estas estrellas hasta una distancia de tan solo 25 días luz, o 648 mil millones de kilómetros, desde el agujero negro central. MICADO podrá acercarnos aún más: a cinco días luz.
No es solo la alta resolución espacial del instrumento lo que permitirá estas investigaciones, sino también su sensibilidad a las longitudes de onda infrarrojas que pueden penetrar el polvo que cubre el centro de la Vía Láctea. Estas observaciones permitirán a los astrónomos probar la teoría de la relatividad general gracias a las fuerzas gravitacionales extremas presentes en el Centro Galáctico.
MICADO trabajará con el módulo de óptica adaptativa del ELT, MORFEO, para alcanzar sus ambiciosos objetivos científicos. El instrumento ofrecerá a los astrónomos una gran selección de filtros para diferentes tipos de imágenes, incluido un modo de imágenes de alto contraste y espectroscopía de una sola rendija. Se alojará en un criostato que lo mantendrá refrigerado para que pueda trabajar eficazmente en longitudes de onda del infrarrojo cercano.
El diseño de MICADO responde a un deseo de alta sensibilidad, resolución, precisión astrométrica y espectroscopía con una amplia cobertura de longitudes de onda. Al ofrecer un campo de visión de casi un minuto de arco cuadrado completo con pixeles de 4 mas para muestrear el límite de difracción del ELT, MICADO aprovecha la corrección de campo amplio y la función de dispersión de punto uniforme que ofrece el módulo de óptica adaptativa multiconjugada (MCAO), MORFEO. Se utilizará una segunda escala de placa más precisa (1,5 mas) para ayudar a MICADO a alcanzar los exigentes requisitos de precisión astrométrica (requisito de 50 μas). Además de una gran cantidad de filtros de banda ancha y estrecha para imágenes (hasta 30) que cubren el rango de longitud de onda de 0,8 a 2,45 μm, MICADO también ofrece un modo espectroscópico de banda ancha para objetos compactos. En la espectroscopía de una rendija, MICADO cubre este rango de longitud de onda con dos exposiciones a poderes de resolución espectral entre 10.000 y 20.000. Al igual que los otros primeros instrumentos del ELT, tendrá la capacidad coronográfica de bloquear la luz de las estrellas para que los objetos más tenues que están cerca de estas estrellas, por ejemplo, los exoplanetas, puedan verse con mayor facilidad. MICADO y MORFEO proporcionarán un segundo modo de óptica adaptativa, la óptica adaptativa conjugada simple (SCAO). Este modo es especialmente adecuado para las observaciones con el coronógrafo, ya que proporcionará una excelente calidad de imagen en un campo de visión más pequeño. Como MICADO está diseñado para observar longitudes de onda del infrarrojo cercano, el instrumento se alojará en un criostato y se enfriará a 80 K con nitrógeno líquido.
La luz del telescopio entrará por la parte superior de la carcasa de MICADO. En el modo SCAO, se seleccionará la luz en longitudes de onda visibles y se dirigirá a un sensor de frente de onda. El computador en tiempo real calculará las correcciones que se aplicarán al espejo adaptativo (M4) del ELT para proporcionar una imagen nítida. En el modo MCAO, el haz pasará al módulo sensor de frente de onda. Las tres estrellas necesarias para proporcionar señales al telescopio M4 y a los dos espejos deformables adicionales de MORFEO son seleccionadas por espejos pick-off desde un campo de patrulla situado fuera del campo de visión científico de MICADO.
La parte del haz correspondiente al infrarrojo cercano siempre pasará al criostato. A continuación, el haz infrarrojo se colimará, se filtrará en función de los requisitos de longitud de onda de las observaciones astronómicas que se estén llevando a cabo y pasará a través de uno de los cuatro conjuntos intercambiables de componentes ópticos. Se fijará la óptica necesaria para proporcionar el modo de campo estrecho de MICADO; al girar la rueda del mecanismo de selección principal, el astrónomo puede elegir entre la óptica del modo de campo amplio o la óptica del espectrógrafo (incluidas las rejillas de dispersión). También habrá un conjunto óptico de visión de pupila para probar y comprobar que MICADO sigue alineado con el telescopio. Finalmente, se formará una imagen del campo astronómico observado en una matriz de 3 x 3 de detectores sensibles al infrarrojo cercano. Cada uno de los nueve detectores de última generación tendrá 4096 x 4096 pixeles, donde cada pixel tiene 15 μm x 15 μm de tamaño.
Wavelength
0.8–2.4 μm
Field-of-view
50.5" x 50.5" (4 mas pixels); 18" x 18" (1.5 mas pixels)
Filters
IYJHK broad band + medium and narrow band filters
Relative astrometry
50 µas (10 µas goal)
Contrast requirement
1x10-4 at 100 mas; 1x10-5 at 500 mas
Spectral resolution
< 20,000
Simultaneous spectral range
1.45–2.46 μm; 0.84–1.48 μm
Slit width
16 mas
Slit length
3 arcsec
Herramienta para simular las observaciones de los instrumentos
Descripción de las características del instrumento requeridas por el caso científico
El proyecto MICADO está gestionado por un consorcio internacional compuesto por institutos de investigación de seis países diferentes.
MICADO está siendo diseñado y construido bajo la dirección del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) por un consorcio de socios de Alemania, Francia, Países Bajos, Austria e Italia, junto con ESO. Además del MPE, el consorcio de MICADO está conformado por el Instituto Max Plank de Astronomía (Alemania), el Observatorio Universitario de Múnich (Alemania), el Instituto de Astrofísica de Gotinga (Alemania), NOVA (Escuela de Investigaciones Astronómicas de los Países Bajos, representada por la Universidad de Groningen, la Universidad de Leiden y el grupo de instrumentación óptica e infrarroja de NOVA con sede en ASTRON), INAF (Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, representado por el Observatorio de Padua), CNRS/INSU (Instituto Nacional de Ciencias de la Tierra y Astronomía del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, representado por el Laboratorio de Estudios Espaciales e Instrumentación en Astrofísica (LESIA) del Observatorio de París, el Laboratorio de Galaxias, Estrellas, Física e Instrumentación (GEPI) del Observatorio de París, el Instituto Universo, Tiempo-Frecuencia, Interfaces, Nanoestructuras, Atmósfera y Medio Ambiente y Moléculas (UTINAM), el LCF Charles Fabry Laboratory de la Institut d’Optique Graduate School y el Institute of Physics of 2 Infinities (IP2I)), Asociación A* (una asociación austriaca representada por la Universidad de Viena, la Universidad de Innsbruck, la Universidad de Linz, el Instituto Johann Radon de Matemática Computacional y Aplicada de la Universidad de Linz y la Academia de Ciencias de Austria), FINCA (Centro Finlandés de Astronomía junto con ESO) y la Universidad de Turku (Finlandia).
Investigador Principal
Ric Davies (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Germany)
Científico de Proyecto
Eline Tolstoy (University of Groningen, The Netherlands)
Jefe de Proyecto
Eckhard Sturm (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Germany)
Ingeniero de Proyectos ESO
Científico de Proyecto ESO
Jefe de Proyecto ESO
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