VLT: MIDI

Mede door Nederland ontwikkeld instrument. Koppelt mid-infraroodlicht van twee VLT-telescopen.

VLT: MIDI

MIDI: waarnemingen in het mid-infrarode gebied

MIDI (MID-infrared Interferometric Instrument) maakt onderdeel uit van de interferometer van de Very Large Telescope (VLT). MIDI is in feite een camera die het infrarode licht van twee VLT-telescopen koppelt, waardoor een virtuele telescoop ontstaat met een spiegeldiameter van ruim honderd meter. De scherpte van de beelden die hiermee bereikt wordt, is zeer groot. MIDI kan bijvoorbeeld zonnevlekken en andere details op het oppervlak van grote sterren in onze omgeving waarnemen.

Deel van de VLTI 

MIDI is een instrument dat deel uitmaakt van de VLTI-uitrusting. MIDI is in bedrijf in het ondergrondse laboratorium van de VLTI op de Paranal-sterrenwacht in Chili. Het instrument is ontwikkeld door een groep vooraanstaande astronomische instituten in Nederland (Sterrenkundig Instituut Amsterdam, Kapteyn Instituut Groningen, Sterrewacht Leiden), Duitsland (Max-Planck Institut für Astronomie Heidelberg, Kiepenheuer-Institut Freiburg, Thüringer Landessternwarte Tautenburg) en Frankrijk (Observatoire de Nice, Observatoire de Paris-Meudon).

Interferometrie

De golffronten die afkomstig zijn van een bron uit de ruimte worden in een interferometer op twee of meer plaatsen ontvangen en vervolgens weer samengebracht om zogenaamde interferentiepatronen te vormen. Afhankelijk van de lengteverschillen tussen de paden die de golven hebben afgelegd voordat ze weer bijeenkomen, versterken de fronten elkaar of doven ze elkaar juist uit. Zo ontstaat een patroon van lichte en donkere 'banden' waar respectievelijk constructieve en destructieve interferentie heeft plaatsgevonden.

Variabel

Dit patroon is variabel doordat de factoren die de verschijningsvorm bepalen aan te passen zijn, zoals de padlengtes die de golffronten afleggen. Vaak worden opstellingen gemaakt van losse telescopen die elk apart een beeld vormen. Deze verzameling van beelden wordt samengebracht op een centrale plek om de gegevens tot één geheel te smeden en zo tot een hogere resolutie - een beter ruimtelijk scheidend vermogen - te komen dan met louter losse telescopen mogelijk was geweest. Bij een enkele telescoop wordt de maximaal haalbare resolutie bepaald door de diameter, maar bij interferometers is variatie mogelijk door de telescopen fysiek te verplaatsen over welbepaalde afstanden en zo verschillende configuraties te vormen. Het oplossend vermogen van de configuratie, oftewel hoe klein het stukje ruimtehoek is waarbinnen je een scherp beeld kunt krijgen, neemt evenredig toe met de diameter van de telescoop, wat in het geval van de interferometer neerkomt op de afstand tussen de telescopen. Het is niet moeilijk voor te stellen dat het laatste een krachtiger instrument vormt.

Midden-infrarood

Interferometrie mag dan als waarneemtechniek bekend terrein zijn, vanzelfsprekend is het niet dat deze methode op alle gewenste golflengtegebieden inzetbaar is. In het bijzonder is het moeilijk om in het mid-infrarode gebied van het spectrum (golflengtes rond 10 micrometer ook wel 'thermische IR' genoemd) te werken. Voordat straling bij het instrument MIDI aankomt, passeert het de aardse atmosfeer, de telescopen zelf en de ingewikkelde optische systemen die nodig zijn om de straling van de telescopen naar MIDI te geleiden. Al deze 'stations' stralen zelf in het mid-infrarode gebied en zorgen zo voor een heldere achtergrond, waartegen (zwakke) kosmische bronnen moeilijk te zien zijn. Het instrument (en de VLT zelf overigens ook) is erg gevoelig voor storingen, wat ervoor zorgt dat het aangestuurd moet worden van een afstand – tijdens metingen moeten de astronomen meer dan honderd meter bij het instrument vandaan blijven.

Thermische straling

Omdat MIDI gevoelig is voor thermische straling, is het mogelijk kosmisch materiaal te bestuderen dat zich bevindt rondom een heet object dat met zijn straling dit materiaal, stof of gas, verwarmt. We kunnen op deze manier meer te weten komen over de processen die plaatsvinden bij de vorming van sterren. In het optische gebied wordt de blik van de waarnemer ernstig vertroebeld door stof dat zich in deze regionen bevindt. Waarnemingen in het optische gebied van zulke wolken waarin sterren gevormd worden, kenmerken zich vaak door donkere contouren die weinig prijsgeven over de processen binnen de wolken. Daarnaast bestuderen we met MIDI de schijven van stof rond pasgeboren sterren waarin planeten worden gevormd. Ook het onderzoeken van de binnenste regionen (waarin vermoedelijk stofringen te vinden zijn) rond zwarte gaten behoort tot de prioriteiten.

Links

MIDI-homepage 
MIDI op de ESO-website (Engels)