ULTRACAM-Instrument am Very Large Telescope montiert. Bildnachweis: ESO. Klicken um zu vergrößern.
Britische Wissenschaftler haben mit der kürzlich erfolgten Inbetriebnahme des Besucherinstruments ULTRACAM am Very Large Telescope (VLT) des European Southern Observatory (ESO) in Chile ein neues Fenster zum Universum geöffnet.
ULTRACAM ist eine ultraschnelle Kamera, die einige der schnellsten astronomischen Ereignisse erfassen kann. Es können bis zu 500 Bilder pro Sekunde in drei verschiedenen Farben gleichzeitig aufgenommen werden. Es wurde von Wissenschaftlern der Universitäten Sheffield und Warwick (Großbritannien) in Zusammenarbeit mit dem britischen Astronomy Technology Centre in Edinburgh entworfen und gebaut.
ULTRACAM verwendet die neueste CCD-Detektortechnologie (Charged Coupled Device), um Daten mit den erforderlichen Empfindlichkeiten und Geschwindigkeiten zu erfassen, zu speichern und zu analysieren. CCD-Detektoren sind in Digitalkameras und Camcordern enthalten. Die in ULTRACAM verwendeten Geräte sind jedoch etwas Besonderes, da sie größer, schneller und vor allem viel lichtempfindlicher sind als die in heutigen Produkten der Unterhaltungselektronik verwendeten Detektoren.
Im Mai 2002 sah das Instrument „erstes Licht“ auf dem 4,2 m langen William Herschel-Teleskop (WHT) auf La Palma. Seitdem hat das Instrument insgesamt 75 Nächte Zeit auf dem WHT, um jedes Objekt im Universum zu untersuchen, das verdunkelt, durchläuft, okkultiert, flackert, flackert, pulsiert, oszilliert, ausbricht oder explodiert.
Diese Beobachtungen haben eine Fülle neuer und aufregender Ergebnisse hervorgebracht, die zu bereits 11 veröffentlichten oder in der Presse veröffentlichten wissenschaftlichen Veröffentlichungen geführt haben.
Um die schwächsten Sterne bei höchster Geschwindigkeit zu untersuchen, müssen jedoch die größten Teleskope verwendet werden. Daher begannen die Arbeiten vor 2 Jahren mit der Vorbereitung von ULTRACAM für den Einsatz auf dem VLT.
"Astronomen, die das VLT verwenden, verfügen jetzt über ein Instrument, das speziell für die Untersuchung von Hochgeschwindigkeitsphänomenen entwickelt wurde", sagte Vik Dhillon von der University of Sheffield (UK) und der ULTRACAM-Projektwissenschaftler. "Die Verwendung von ULTRACAM in Verbindung mit der aktuellen Generation großer Teleskope ermöglicht es nun, Hochgeschwindigkeits-Himmelsphänomene wie Finsternisse, Schwingungen und Bedeckungen in Sternen zu untersuchen, die millionenfach zu schwach sind, um mit bloßem Auge gesehen zu werden."
Schwarze Löcher beobachten
Das Instrument erblickte am 4. Mai 2005 das erste Licht auf dem VLT und wurde dann 17 aufeinanderfolgende Nächte lang am Teleskop verwendet, um extrasolare Planeten, Schwarzloch-Binärsysteme, Pulsare, weiße Zwerge, Asteroseismologie, kataklysmische Variablen, braune Zwerge und Gamma zu untersuchen -Strahlenexplosionen, aktiv-galaktische Kerne und Objekte des Kuipergürtels.
Eines der schwachen Objekte, die mit ULTRACAM auf dem VLT untersucht wurden, ist GU Muscae. Dieses Objekt besteht aus einem Schwarzen Loch in einer 10-Stunden-Umlaufbahn mit einem normalen, solarähnlichen Stern. Das Schwarze Loch ist von einer Materialscheibe umgeben, die vom normalen Stern übertragen wurde. Wenn dieses Material auf das Schwarze Loch fällt, wird Energie freigesetzt, die Fackeln mit großer Amplitude erzeugt, die in der Lichtkurve sichtbar sind. Dieses Objekt hat eine Größe von 21,4, das heißt, es ist eine Million Mal schwächer als das, was mit bloßem Auge gesehen werden kann. Um es jedoch im Detail zu untersuchen und die kürzestmöglichen Impulse zu erfassen, müssen Belichtungszeiten von nur 5 Sekunden verwendet werden. Dies ist mit der großen Apertur und dem hohen Wirkungsgrad des VLT möglich.
Diese einzigartigen Beobachtungen haben eine Reihe scharfer Spitzen ergeben, die etwa 7 Minuten voneinander entfernt sind. Ein solches stabiles Signal muss an eine relativ stabile Struktur in der das Schwarze Loch umgebenden Materiescheibe gebunden sein. Die Astronomen sind nun dabei, diese Ergebnisse detailliert zu analysieren, um den Ursprung dieser Struktur zu verstehen.
Eine weitere Reihe von Beobachtungen war der Untersuchung von extrasolaren Planeten gewidmet, insbesondere solchen, die vor ihrem Wirtsstern durchqueren. ULTRACAM-Beobachtungen haben es den Astronomen ermöglicht, simultane Lichtkurven in mehreren Farbbändern von vier bekannten Transit-Exoplaneten zu erhalten, die bei der OGLE-Untersuchung entdeckt wurden, und dies mit einer Genauigkeit von einem Zehntel Prozent und einer Auflösung von 4 Sekunden. Dies ist ein Faktor zehn besser als bei früheren Messungen und liefert sehr genaue Massen und Radien für diese sogenannten "heißen Jupiter". Da ULTRACAM Beobachtungen in drei verschiedenen Wellenbereichen durchführt, können Astronomen mit diesen Beobachtungen auch feststellen, ob der Radius des Exoplaneten bei verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich ist. Dies könnte wichtige Informationen über die mögliche Atmosphäre der Exoplaneten liefern.
Die Kamera ist das erste Instrument, das den Visitor Focus on Melipal (UT3) verwendet, und das erste in Großbritannien gebaute Instrument, das am VLT montiert wird. Mit dem Besucherfokus können dem Teleskop für kurze Zeit innovative Technologien und Instrumente hinzugefügt werden, sodass Studien durchgeführt werden können, die mit der aktuellen Instrumentensuite nicht verfügbar sind.
"Diese wenigen Nächte mit ULTRACAM auf dem VLT haben die einzigartigen Entdeckungen demonstriert, die durch die Kombination einer innovativen Technologie mit einer der besten astronomischen Einrichtungen der Welt gemacht werden können", sagte Tom Marsh von der University of Warwick und Mitglied des Teams. "Wir hoffen, dass ULTRACAM nun ein regelmäßiger Besucher des VLT wird und europäischen Astronomen Zugang zu einem einzigartigen neuen Werkzeug bietet, mit dem sie das Universum studieren können."
Mehr Informationen
Das ULTRACAM-Team besteht aus Vik Dhillon, Stuart Littlefair und Paul Kerry (Sheffield, Großbritannien), Tom Marsh (Warwick, Großbritannien), Andy Vick und Dave Atkinson (UKATC, Edinburgh, Großbritannien). Für die Installation auf dem VLT erhielten sie Unterstützung von Kieran O’Brien und Pascal Robert (ESO, Chile). Die ULTRACAM-Projektseite finden Sie unter http://www.shef.ac.uk/~phys/people/vdhillon/ultracam.
Originalquelle: ESO-Pressemitteilung
