Het nieuwe MATISSE-instrument van ESO's Very Large Telescope Interferometer (VLTI) heeft nu met succes zijn eerste waarnemingen gedaan bij de Paranal-sterrenwacht in het noorden van Chili. MATISSE is het krachtigste interferometrische instrument ter wereld op mid-infrarode golflengten. De eerste MATISSE-waarnemingen maakten gebruik van de hulptelescopen van de VLTI om enkele van de helderste sterren aan de nachtelijke hemel te onderzoeken, inclusief Sirius, Rigel en Betelgeuze, en toonde aan dat het instrument goed werkt.

MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment observeert infrarood licht - licht tussen de zichtbare en microgolfgolflengten van het elektromagnetische spectrum, met golflengten van 3-13 micrometer (μm). Het is een spectro-interferometerinstrument van de tweede generatie voor ESO's Very Large Telescope dat kan profiteren van meerdere telescopen en het golfkarakter van het licht. Op deze manier, het produceert meer gedetailleerde beelden van hemellichamen dan kan worden verkregen met een bestaande of geplande enkele telescoop op deze golflengten.

Na 12 jaar ontwikkeling door een groot aantal ingenieurs en astronomen in Frankrijk, Duitsland, Oostenrijk, Nederland en bij ESO, en na een lange periode van veeleisend werk bij het installeren en testen van dit zeer complexe instrument, eerste waarnemingen hebben nu bevestigd dat MATISSE werkt zoals verwacht.

De eerste MATISSE-waarnemingen van de rode superreus Betelgeuze, die naar verwachting over een paar honderdduizend jaar als een supernova zal exploderen, toonde aan dat het nog steeds geheimen te onthullen heeft. De nieuwe waarnemingen tonen aan dat de ster een andere grootte lijkt te hebben wanneer hij op verschillende golflengten wordt gezien. Dergelijke gegevens zullen astronomen in staat stellen om de omgeving van de enorme ster verder te bestuderen en hoe deze materiaal de ruimte in werpt.

De hoofdonderzoeker van MATISSE, Bruno Lopez (Observatorium de la Côte d'Azur (OCA), Mooi hoor, Frankrijk), verklaart zijn unieke kracht:"Enkele telescopen kunnen een beeldscherpte bereiken die wordt beperkt door de grootte van hun spiegels. Om een ​​nog hogere resolutie te verkrijgen, we combineren of interfereren met het licht van vier verschillende VLT-telescopen. Hierdoor kan MATISSE de scherpste beelden leveren van elke telescoop ooit in het golflengtebereik van 3-13 μm, waar het de toekomstige waarnemingen van de James Webb Space Telescope vanuit de ruimte zal aanvullen."

MATISSE zal bijdragen aan verschillende fundamentele onderzoeksgebieden in de astronomie, met name gericht op de binnenste gebieden van schijven rond jonge sterren waar planeten worden gevormd, de studie van sterren in verschillende stadia van hun leven, en de omgeving van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels.

Thomas Henning, directeur van het Max Planck Instituut voor Astronomie (MPIA) in Heidelberg, Duitsland, en MATISSE co-hoofdonderzoeker, commentaar:"Door met MATISSE naar de binnenste regionen van protoplanetaire schijven te kijken, we hopen de oorsprong van de verschillende mineralen in deze schijven te leren - mineralen die later de vaste kernen van planeten zoals de aarde zullen vormen."

Walter Jaffe, de projectwetenschapper en co-hoofdonderzoeker van de Universiteit van Leiden in Nederland, en Gerd Weigelt, co-hoofdonderzoeker van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie (MPIfR), Bonn, Duitsland, toevoegen:"MATISSE zal ons dramatische beelden geven van planeetvormende gebieden, meerdere sterren, en, bij het werken met de VLT Unit Telescopes, ook de stoffige schijven die superzware zwarte gaten voeden. We hopen ook details van exotische objecten in ons zonnestelsel waar te nemen, zoals vulkanen op Io, en de atmosferen van gigantische exoplaneten."

MATISSE is een viervoudige bundelcombiner, wat betekent dat het het licht combineert dat wordt verzameld van maximaal vier van de 8,2-meter VLT Unit Telescopes of maximaal vier van de Auxiliary Telescopes (AT's) waaruit de VLTI bestaat, het uitvoeren van zowel spectroscopische als beeldvormende observaties. Daarbij, MATISSE en de VLTI bezitten samen het beeldvermogen van een telescoop met een diameter tot 200 meter, in staat om de meest gedetailleerde beelden ooit te produceren op mid-infrarode golflengten.

De eerste tests werden gedaan met de hulptelescopen, en verdere waarnemingen met de vier VLT Unit Telescopes zijn gepland voor de komende maanden.

MATISSE superponeert het licht van een astronomisch object van het gecombineerde licht van meerdere telescopen, resulterend in een interferentiepatroon dat informatie bevat over het uiterlijk van het object, waaruit vervolgens een beeld kan worden gereconstrueerd.

Het eerste licht van MATISSE markeert een grote stap voorwaarts in de reikwijdte van de huidige optische/infrarood-interferometers en zal astronomen in staat stellen interferometrische beelden te verkrijgen met fijnere details over een groter golflengtebereik dan momenteel mogelijk is. MATISSE zal ook een aanvulling zijn op de instrumenten die gepland zijn voor ESO's aanstaande Extremely Large Telescope (ELT), in het bijzonder METIS (de Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). MATISSE zal helderdere objecten waarnemen dan METIS, maar met een hogere ruimtelijke resolutie.

Andreas Glindemann, MATISSE-projectmanager bij ESO, concludeert:"Om MATISSE werkelijkheid te maken is het werk van vele mensen gedurende vele jaren betrokken geweest en het is geweldig om het instrument zo goed te zien werken. We kijken uit naar de spannende wetenschap die eraan komt!"