Institutionen för fysik och astronomi

Instrumentation for E-ELT

Infrastruktur: Förberedelser för instrumentering till E-ELT 
Projekttitel: Instrumentation for E-ELT
Huvudsökande: Göran Östlin, Stockholms universitet
Medsökande: Nikolai Piskunov, avdelningen för astronomi och rymdfysik

Det Europeiska sydobservatoriet (ESO) har de senaste 20 åren byggt upp och drivit the Very Large Telescope (VLT), världens mest framstående jordbaserade observatorium, beläget på Cerro Paranal i Atacamaöknen i Chile. I ESO ingår Sverige som ett av 15 Europeiska länder och dessutom har Brasilien ansökt om medlemskap. Kärnan i VLT är 4 st spegelteleskop med spegeldiametrar på 8 meter, utrustade med i dagsläget 15 mätinstrument. VLT och andra teleskop i samma storleksklass har revolutionerat den astronomiska forskningen.

Efter många års föreberedande studier beslöt ESO i december 2014 att påbörja konstruktionen av nästa stora projekt ”the Extremely Large European Telescope” (E-ELT) på Cerro Armazones, ett stenkast från Paranal, och teleskopet beräknas stå klart 2024. Med en spegeldiameter på 39 meter kommer E-ELT ha en ljusinsamlande förmåga 20 gånger större och en maximal bildskärpa 5 gånger än dagens bästa jordbaserade teleskop. Konkurrerande projekt är främst det amerikanska ”Thirty Meter Telescope” (TMT) vilket dock är mindre och dessutom försenat.

Ett annat, något mindre projekt, är det till största delen amerikanska Giant Magellan Telescope (GMT) med en spegeldiameter på 24 m. Dessa nya teleskop kommer att tillåta astronomer att utforska flera vita fläckar på universums karta, och ESO kommer att ha det bästa teleskopet och har goda chanser att hinna först. För att E-ELT ska bli en framgång räcker det inte med själva teleskop utan lika viktigt är att ha bra mätinstrument, till exempel kameror och spektrografer.

I dagsläget är bara 3 instrument finansierade, och de täcker bara in en liten del av den potential för nya upptäckter som E-ELT har. Det 4e och 5e instrumentet (MOSAIC och HIRES) kommer därför att bli mycket viktiga, och denna ansökan gäller svenskt medlemskap i de konsortier som ska bygga dessa instrument. Genom deltagande får Sverige en optimal position att kunna dra full nytta av E-ELT och bidra till nya banbrytande upptäckter. Båda dessa instrument är spektrografer. HIRES utskiljer sig genom sin höga spektrala upplösning (dvs förmågan att urskilja detaljer i spektra) vilket är viktigt tex för att studera planeter kring andra stjärnor och deras atmosfärer, och för att bestämma den kemiska sammansättningen hos kosmiska gasmoln och stjärnor, samt för bestämmandet av fundamentala parametrar som tex hur Universums expansionstakt ändras med tiden. MOSAIC urskiljer sig genom att kunna ta spektra av över 100 objekt samtidigt (jämfört med de 3 första instrumenten som bara kan ta spektra av ett objekt i taget), detta kommer att möjliggöra en detaljerad kartläggning och karaktärisering av de första galaxerna i universum som bildades bara 400 miljoner år efter Big Bang och som joniserade den vätgas som finns mellan galaxerna, hur galaxer byggs upp i det tidiga universum, mängden och fördelningen av gas i den intergalaktiska rymden, galaktisk arkeologi i Vintergatan och närbelägna galaxer, samt studiet av planetsystem i olika miljöer (tex i Vintergatans närmaste grannar).

Det svenska konsortiet kommer att arbeta med utveckling av den mjukvara som krävs för att analysera data från dessa instrument, med definitionen av ’public surveys’ för dessa instrument, och med viss hårdvara. Det färdiga instrumentet kommer att bli ESOs ägodel och kommer att kunna användas av alla ESOs användare. Som kompensation för nedlagt arbete och investeringar får de konsortier som bygger instrumenten en avsevärd mängd garanterad tid på E-ELT vilket kan användas för ambitiösa projekt (vilka typiskt är för stora för att drivas som vanliga observationsprojekt). Genom deltagande i dessa projekt stärker vi Sveriges kunnande, bidrar till nya banbrytande upptäckter med MOSAIC och HIRES, samt möjliggör ett optimalt svenskt utnyttjande av E- ELT.