Das neueste Instrument des Gemini Observatory, eine leistungsstarke Infrarotkamera und ein Spektrograph bei Gemini South, zeigt sein Potenzial in einer Reihe beeindruckender Inbetriebnahmebilder am Himmel.
Das neueste Instrument für Astronomen des Gemini-Observatoriums, ein Infrarotinstrument der zweiten Generation namens FLAMINGOS-2, hat „einen langen Weg zurückgelegt“, um wissenschaftliche Beobachtungen für die Gemini-Wissenschaft zu beginnen. Die jüngsten Bilder, die FLAMINGOS-2 während seiner letzten Inbetriebnahmephase aufgenommen hat, zeigen auf dramatische Weise, dass sich das Warten auf Astronomen auf der ganzen Welt gelohnt hat.
Dieses Nahinfrarot-Bild von FLAMINGOS-2 zeigt einen Teil des prächtigen Schwanen-Nebels (M17), in dem ultraviolette Strahlung, die von jungen heißen Sternen ausgestrahlt wird, eine dichte Region aus Staub und Gas in unzählige fantasievolle Formen formt. M17 liegt rund 5.200 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze und ist eine der massereichsten und leuchtendsten Sternentstehungsregionen unserer Galaxie. Es ist auch eines der am meisten untersuchten. Sichtfeld: 5,5 x 4,0 Bogenminuten. Bildnachweis: Gemini Observatory / AURA
"Es ist bereits eines unserer gefragtesten Instrumente bei Gemini-Teleskopen", bemerkt Nancy Levenson, stellvertretende Direktorin und Head of Science von Gemini. "Wir sehen ein langes und produktives Leben für FLAMINGOS-2 voraus, sobald die Astronomen später in diesem Jahr damit anfangen."
"Es war keine leichte Reise", sagt Percy Gomez Gemini, Instrumentenwissenschaftler bei FLAMINGOS-2, "aber dank der engagierten Arbeit der Ingenieure und Wissenschaftler von Gemini werden Astronomen in Kürze in der Lage sein, ein zuverlässiges und robustes Instrument zu verwenden." FLAMINGOS-2 wurde für eine optimale Leistung des Gemini-South-Teleskops umgebaut und hat bewiesen, dass es den Astronomen einen leistungsstarken Mix an Funktionen bietet. Dazu gehören eine extreme Empfindlichkeit gegenüber Infrarotstrahlung (Wärme) aus dem Universum, hochauflösende Weitfeldaufnahmen und eine Kombination von spektroskopischen Fähigkeiten, mit denen Spitzenforschung zu Themen möglich ist, die von der Erforschung unseres Sonnensystems bis zu den entferntesten reichen und energetische Explosionen in unserem Universum.
Die Spiralgalaxie NGC 7582 ist das hellste Mitglied des Grus-Galaxien-Quartetts. Etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt reist sie zusammen durch den Weltraum. In diesem Nahinfrarotbild löste FLAMINGOS-2 seine hohe Staubmenge auf, die sowohl die Arme des NGC 7582 als auch Regionen mit hoher Sternentstehung bedeckte. Sichtfeld: 2,5 x 1,7 Bogenminuten. Bildnachweis: Gemini Observatory / AURA
Während die Arbeit an einigen spektroskopischen Merkmalen noch aussteht und die Bildgebung am Rande des großen Sichtfelds verfeinert wird, hat das Ingenieurs- und Wissenschaftlerteam von Gemini das schwerwiegendste Risiko gemindert - den möglichen Schaden an einer großen Kollimatorlinse, die während dieser Zeit katastrophal geknackt hat eine geplante endgültige Inbetriebnahme Anfang 2012 (wurde später ersetzt). Die thermische Umgebung dieser Linse, in der sich die Temperatur für das routinemäßige Wechseln der Masken für die Multiobjektspektroskopie regelmäßig ändert, stellt besondere Anforderungen. Es waren diese Temperaturänderungen, die anfänglich den Riss verursachten, doch ein Jahr später werden Verfahren und Designänderungen durchgeführt, um die Risiken für die Integrität und Funktionalität des Objektivs erheblich zu verringern.
NGC 6300 ist eine faszinierende Barred-Spiral-Galaxie im Sternbild Ara. Dieses Nahinfrarotbild mit FLAMINGOS-2 zeigt die komplexe Armstruktur der Galaxie, die einen spektakulären Ring aus Sternentstehung bildet. Der Balken der Galaxie hat auch eine starke Staubader, die den hellen aktiven Kern fast verdeckt - dessen erstaunliche Energie das Ergebnis der Anreicherung von Materie auf ein Schwarzes Loch mit einer geschätzten Masse von 280.000 Sonnen ist. Sichtfeld: 3,1 x 2,9 Bogenminuten. Bildnachweis: Gemini Observatory / AURA
„Das Gemini-Team hat eine bemerkenswerte Arbeit bei der Optimierung dieses Instruments für Gemini geleistet, und es wird bald alles und mehr sein, was wir uns vor Jahren zu Beginn des Projekts vorgestellt hatten“, sagt Steve Eikenberry, der das Team, das FLAMINGOS-2 gebaut hat, leitete an der Universität von Florida. „Wie viele Wissenschaftler möchte ich mit FLAMINGOS-2 Daten sammeln. Insbesondere möchte ich auf das Zentrum unserer Galaxie blicken und binäre Schwarze Löcher sowie die Massenentwicklung des supermassiven Schwarzen Lochs untersuchen Das lauert im Herzen unserer Galaxie. “Eikenberry und Mitarbeiter sind bestrebt, die Leistung von FLAMINGOS-2 optimal zu nutzen, sobald die Multi-Objekt-Spektroskopie des Instruments voll funktionsfähig ist. "Mit den meisten Herausforderungen beginnt jetzt der Spaß!", Sagte Eikenberry.
Kevin Stevenson von der University of Chicago plant bereits, FLAMINGOS-2 später in diesem Jahr zu verwenden, um den faszinierenden Exoplaneten WASP-18b zu untersuchen. Dieser bekannte Exoplanet wird von seinem nahegelegenen Wirtsstern stark erhitzt. Laut Stevenson ist es sogar noch heißer als einige der coolsten Sterne mit geringer Masse. Stevenson und sein Team hoffen, die Wasserdampfmenge bestimmen zu können und Methan, wenn der Planet von seinem Wirtsstern verdunkelt wird. „Unser Plan ist es, das Licht des Systems unmittelbar vor und während einer Sonnenfinsternis zu vergleichen, um den Beitrag des Planeten zu messen. Wenn wir dies über mehrere Teile des infraroten Teils des Lichtspektrums tun, können wir das Spektrum des Planeten zusammenfügen und etwas über dessen Temperatur und Zusammensetzung erfahren. “
In diesem Nahinfrarotbild spähte FLAMINGOS-2 tief in das Herz der Spiralgalaxie NGC 253, die im Sternbild Bildhauer etwa 11,5 Millionen Lichtjahre entfernt liegt. Das neue Instrument hat einen komplizierten Staubwirbel eingefangen, der sich in eine diffuse Kernregion windet, in der möglicherweise heftige Sternentstehung um ein supermassereiches Schwarzes Loch auftritt. Das Instrument bildete auch ein Abstauben von sternbildenden Stellen in seinen Spiralarmen ab. Sichtfeld: 4,8 x 4,1 Bogenminuten. Bildnachweis: Gemini Observatory / AURA
Die Qualität und Nützlichkeit von FLAMINGOS-2 für diese und zukünftige Projekte spiegelt sich in den heute veröffentlichten Bildern wider. Sie decken ein breites Spektrum von Zielen ab, die repräsentativ für die Arten von Wissenschaft sind, in denen FLAMINGOS-2 Spitzenleistungen erbringen soll. Darüber hinaus kann das Instrument später eine adaptive Optik (AO) für die extrem hochauflösende Bildgebung von GeMS (Gemini Multi-Conjugate Adaptive Optics System) akzeptieren.
Es wird erwartet, dass die meisten dieser Systeme, einschließlich der Multi-Objekt-Spektroskopie, 2014 vollständig integriert sein werden und ab sofort Bildgebung und Langspalt-Spektroskopie verfügbar sind. Die nächste Beobachtungsrunde mit FLAMINGOS-2 soll am 1. September beginnen.
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