El instrumento MATISSE ve su primera luz en el Interferómetro del Very Large Telescope de ESO

El instrumento de interferometría más potente en longitudes de onda del infrarrojo medio.

El nuevo instrumento MATISSE, instalado en el VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, ha llevado a cabo con éxito sus primeras observaciones en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile. MATISSE es el instrumento de interferometría más potente del mundo en longitudes de onda del infrarrojo medio. Utilizará imagen de alta resolución y espectroscopía para sondear en las regiones alrededor de estrellas jóvenes donde se forman los planetas, así como en las regiones que rodean a los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Las primeras observaciones de MATISSE utilizaron los Telescopios Auxiliares del VLTI para examinar algunas de las estrellas más brillantes del cielo nocturno, como Sirius, Rigel y Betelgeuse, demostrando que el instrumento funciona correctamente.

MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment, experimento espectroscópico multiapertura en el infrarrojo medio) observa la luz infrarroja (la luz que se encuentra entre el rango visible y el de las microondas del espectro electromagnético, abarcando longitudes de onda de entre 3 y 13 micrómetros (μm) [1]. Este instrumento, que puede aprovechar la luz proveniente de varios telescopios a la vez, es un espectro-interferómetro de segunda generación para el Very Large Telescope ESO que puede sacar provecho de la naturaleza de onda de la luz. De este modo, en estas longitudes de onda, produce las imágenes más detalladas de objetos celestes que se hayan podido obtener con cualquier telescopio, ya sea actual o en planificación.

Tras doce años de desarrollo por parte de un gran número de ingenieros y astrónomos en Francia, Alemania, Austria, Países Bajos y en ESO, y tras un extenso período de exigente trabajo de instalación y pruebas de este complejo instrumento, las observaciones iniciales han confirmado que MATISSE funciona como se esperaba.

Las observaciones iniciales de MATISSE de la estrella supergigante roja Betelgeuse, que se espera explote como supernova en unos cientos de miles de años, demostró que todavía tiene secretos que revelar. Las nuevas observaciones muestran que la estrella parece tener un tamaño diferente al visto en diferentes longitudes de onda. Estos datos permitirán a los astrónomos seguir estudiando los alrededores de esta enorme estrella y la forma en que lanza material al espacio.

El investigador principal de MATISSE, Bruno López (Observatorio de la Costa Azul (OCA), Niza, Francia), explica sus capacidades únicas: “La nitidez de las imágenes captadas por un único telescopio está limitada por el tamaño de sus espejos. Para obtener mayor resolución, combinamos —o interferimos— la luz de cuatro telescopios del VLT. Hacer esto permite a MATISSE proporcionar las imágenes más nítidas que ningún telescopio haya captado nunca en la gama de longitud de onda de entre 3 y 13 μm, donde complementará las futuras observaciones que hará desde el espacio el Telescopio Espacial James Webb”.

MATISSE contribuirá en varias áreas fundamentales dentro de la investigación astronómica, centrándose, en particular, en las regiones interiores de los discos que hay alrededor de estrellas jóvenes donde se forman planetas, en el estudio de las estrellas en diferentes etapas de su vida y en los alrededores de los agujeros negros supermasivos que hay en los centros de las galaxias.

Thomas Henning, director del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg (Alemania) y coinvestigador principal de MATISSE, comenta: “Observando las regiones interiores de los discos protoplanetarios con MATISSE, esperamos conocer el origen de los diversos minerales que contienen estos discos, minerales que, más tarde, pasarán a formar los núcleos sólidos de planetas como la Tierra”.

Walter Jaffe, responsable científico del proyecto y coinvestigador principal de la Universidad de Leiden (Países Bajos) y Gerd Weigelt, coinvestigador principal del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), en Bonn (Alemania), añaden: “MATISSE nos proporcionará impresionantes imágenes de regiones de formación de planetas, de estrellas múltiples y de los discos polvorientos que alimentan a los agujeros negros supermasivos. También esperamos poder observar detalles de objetos exóticos de nuestro Sistema Solar, como los volcanes de Io y las atmósferas de exoplanetas gigantes”.

MATISSE combina cuatro haces de luz, lo que significa que combina la luz de hasta cuatro de las Unidades de Telescopioo hasta cuatro de los Telescopios Auxiliares (ATs) que componen el VLTI, realizando tanto imágenes como observaciones espectroscópicas. De esta manera, MATISSE y el VLTI juntos poseen la capacidad de imagen de un telescopio de hasta 200 metros de diámetro, capaz de producir las imágenes más detalladas jamás obtenidas en longitudes de onda del infrarrojo medio.

Las pruebas iniciales se hicieron con los Telescopios Auxiliares, y en los próximos meses están previstas más observaciones con las cuatro Unidades de Telescopio del VLT.

MATISSE superpone la luz de un objeto astronómico procedente de la luz combinada de varios telescopios, lo que resulta en un patrón de interferencia que contiene información acerca de la apariencia del objeto a partir del cual se puede reconstruir una imagen.

La primera luz de MATISSE marca un gran paso adelante en el ámbito de los interferómetros ópticos/infrarrojos actuales y permitirá a los astrónomos obtener imágenes interferométricas con mucho más detalle y en una gama más amplia de longitudes de onda de lo que ha sido posible hasta ahora. MATISSE también se complementará con los instrumentos previstos para el ELT (Extremely Large Telescope) de ESO, en particular con METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). MATISSE podrá observar objetos más brillantes que METIS, pero con mayor resolución espacial.

Andreas Glindemann, jefe de proyecto MATISSE en ESO, concluye: “Hacer que el instrumento MATISSE sea una realidad ha involucrado el trabajo de muchas personas durante muchos años y es maravilloso ver el instrumento funcionando tan bien. ¡Estamos ansiosos por ver la ciencia que podrá hacer!”.

A principios del 2018, el instrumento MATISSE, instalado en el VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, ha llevado a cabo con éxito sus primeras observaciones en el Observatorio Paranal, en el norte de Chile. MATISSE es el instrumento de interferometría más potente del mundo en longitudes de onda del infrarrojo medio. Utilizará imagen de alta resolución y espectroscopía para sondear en las regiones alrededor de estrellas jóvenes donde se forman los planetas, así como en las regiones que rodean a los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias.