European
Southern
Observatory

Instrumentos del ELT
MORFEO
Multiconjugate adaptive Optics Relay For ELT Observations

Como instrumento del ELT de primera generación, MORFEO (Multiconjugate adaptive Optics Relay For ELT Observations) ayudará a compensar la distorsión de la luz ocasionada por las turbulencias de la atmósfera terrestre que hacen que las imágenes astronómicas sean borrosas. MORFEO no realizará observaciones por sí mismo, sino que permitirá que otros instrumentos, como MICADO en primera instancia, tomen imágenes excepcionales.

En pocas palabras

Como instrumento del ELT de primera generación, MORFEO (Multiconjugate adaptive Optics Relay For ELT Observations) ayudará a compensar la distorsión de la luz ocasionada por las turbulencias de la atmósfera terrestre que hacen que las imágenes astronómicas sean borrosas. MORFEO no realizará observaciones por sí mismo, sino que permitirá que otros instrumentos, como MICADO en primera instancia, tomen imágenes excepcionales.

Multiconjugate adaptive Optics Relay For ELT Observations

Como instrumento del ELT de primera generación, MORFEO (Multiconjugate adaptive Optics Relay For ELT Observations) ayudará a compensar la distorsión de la luz ocasionada por las turbulencias de la atmósfera terrestre que hacen que las imágenes astronómicas sean borrosas. MORFEO no realizará observaciones por sí mismo, sino que permitirá que otros instrumentos, como MICADO en primera instancia, tomen imágenes excepcionales.

Los telescopios terrestres modernos no pueden alcanzar todo su potencial sin la óptica adaptativa, que son estos sofisticados sistemas que corrigen los efectos de desenfoque de la turbulenta atmósfera terrestre y nos permiten obtener imágenes nítidas de objetos astronómicos cercanos y lejanos. MORFEO es uno de los principales sistemas de óptica adaptativa del ELT y trabajará con la cámara de infrarrojo cercano MICADO durante los primeros años de funcionamiento del telescopio; además, está diseñado para alimentar también de luz a un segundo instrumento en el futuro. Para que los científicos puedan realizar mediciones muy precisas de las posiciones, el brillo y los movimientos de las estrellas, MICADO necesita imágenes estables y nítidas en un amplio campo de visión, y la óptica adaptativa proporcionada por MORFEO le ayudará a conseguirlo.

MORFEO utilizará espejos deformables y otros sistemas de última generación para corregir las distintas capas de turbulencia que existen en lo alto por encima del ELT. En particular, su trabajo se basará en seis estrellas guía láser (artificiales), proyectadas desde alrededor de la circunferencia del espejo primario del ELT y dispuestas en un círculo en el cielo, que se utilizarán como referencia para medir la distorsión causada por la atmósfera terrestre. Estos láseres ayudarán a MORFEO a obtener un mapa tridimensional de las turbulencias atmosféricas.

Ciencia con MORFEO

MORFEO es un sistema de óptica adaptativa multiconjugada: no realizará observaciones científicas por sí mismo, sino que permitirá que otros instrumentos realicen observaciones con una excelente calidad de imagen.

En combinación con MICADO, y aprovechando al máximo el mayor poder de captación de luz del ELT, MORFEO ayudará a los astrónomos a observar galaxias distantes con corrimientos al rojo de aproximadamente 2-3 con un nivel de detalle sin precedentes. Esta es una época importante en la historia del Universo, ya que estamos observando la luz de las galaxias en el momento en que los astrónomos creen que se formó la mayoría de ellas. Además, al tomar imágenes espacialmente resueltas con el ELT, se pueden medir los sitios individuales de formación estelar en las galaxias y determinar sus características físicas.

MORFEO también permitirá a MICADO observar más de cerca que nunca el enorme agujero negro situado en el centro de la Vía Láctea. Considerando que el agujero negro afecta las órbitas de las estrellas cercanas, los astrónomos han mapeado, con instrumentos anteriores, los movimientos de estas estrellas hasta una distancia de 25 días luz del agujero negro, pero el dúo MORFEO/MICADO llegará a una distancia de solo cinco días luz.

MORFEO es un sistema de óptica adaptativa multiconjugada: no realizará observaciones científicas por sí mismo, sino que permitirá que otros instrumentos realicen observaciones con una excelente calidad de imagen excelente.

Diseño del instrumento

MORFEO utilizará nueve estrellas guía (tres estrellas reales y seis estrellas láser artificiales), sensores de frente de onda de última generación y hasta tres espejos deformables para medir y corregir las turbulencias a tres alturas diferentes en la atmósfera.

Para medir la turbulencia atmosférica, MORFEO observará tres estrellas guía naturales alrededor del campo de visión científico de la cámara (MICADO), pero también utilizará las estrellas guía láser del ELT para alcanzar la exigente calidad de imagen que requieren los ambiciosos objetivos científicos de MICADO. La distorsión de la luz ocasionada por las turbulencias atmosféricas se medirá mediante sensores de frente de onda que usan detectores de nueva generación capaces de leer imágenes cientos de veces por segundo con bajo ruido.

MORFEO utiliza seis grandes espejos para conducir la luz desde el plano focal del telescopio hasta el plano focal de MICADO. Inclinando uno de esos espejos, es posible dirigir el haz de luz hacia MICADO o hacia el segundo instrumento cliente. Los sensores de frente de onda de las estrellas guía naturales están conectados físicamente a MICADO para maximizar el rendimiento científico. Un divisor de haz dicroico en la trayectoria óptica separa la luz (láser) de longitud de onda corta en el módulo de estrella guía láser desde la luz infrarroja hacia los instrumentos científicos y las cámaras del sensor de frente de onda de la estrella guía natural.

Multi-conjugate AO system

Six laser guide stars and three natural guide stars

Up to two deformable mirrors

in addition to ELT M4 to correct atmospheric turbulence

Two ports for instruments

MICADO and a future spectrograph

Single-conjugate AO

as joint development between MORFEO and MICADO

Performance requirements

50% Strehl ratio at 2.2 μm in the best conditions
30% Strehl ratio at 2.2 μm in the median conditions

Sky coverage

50% at the South Galactic Pole

Herramientas y documentos

Simulador

Herramienta para predecir el tiempo de exposición necesario para estudiar un objeto con el instrumento, para unas condiciones ambientales determinadas.

Objetivo Científico

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

Consorcio del instrumento y contactos

El proyecto MORFEO es administrado, junto con ESO, por un consorcio internacional compuesto por tres institutos de investigación: el Instituto de Ciencias Planetarias y Astrofísica de Grenoble (IPAG) de Francia, el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) de Italia y la Universidad de Galway de Irlanda.

Investigador Principal

Paolo Ciliegi (INAF Osservatorio Astronomico di Bologna, Italy)

Científico de Proyecto

Francesca Annibali (INAF Osservatorio di Bologna, Italy)

Jefe de Proyecto

Andrea Di Rocco (INAF Osservatorio di Bologna, Italy)

Ingeniero de Proyectos ESO

Paola Amico

Científico de Proyecto ESO

Elena Valenti

Jefe de Proyecto ESO

Patrick Cailler

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