VLT: X-shooter

Razendsnelle spectrograaf. Zoekt kosmische explosies. Mede in Nederland ontwikkeld.

X-shooter_logo
X-shooter_logo

X-shooter: razendsnelle spectrograaf zoekt kosmische explosies

Spectroscopie is een methodiek die niet weg te denken is uit de astronomie. Met metingen vanaf de grond kan veel worden afgeleid over bijvoorbeeld de massa, de chemische samenstelling en de beweging van allerlei astronomische objecten. Op diverse gebieden binnen het wetenschappelijke programma van de VLT (de Very Large Telescope) bleef de behoefte bestaan aan een spectrograaf die met een gemiddelde resolutie in één keer (one shot) een heel breed golflengtespectrum onderzoekt: van het ultraviolet tot het niet-thermische infrarood (van 300 nanometer tot 2,5 micrometer). De spectrograaf X-shooter vervult deze behoefte. X-shooter is speciaal ontworpen om een zo hoog mogelijke gevoeligheid te krijgen bij een enkel beeld met een breed frequentiespectrum, en dat alles in een kort tijdsbestek voor een hoge efficiëntie. X-shooter begon zijn werk op de berg Paranal in Chili in oktober 2009. Het is een tweede generatie VLT-instrument, omdat dit type andere instrumenten vervangt die na ongeveer tien jaar te zijn gebruikt hun diensten hebben bewezen.

Drie armen

Het licht dat op de detector binnenkomt wordt gesplitst naar drie verschillende 'armen' met elk een optimale combinatie van coatings, optische eigenschappen en detectoren, om maximale efficiëntie te bereiken. De drie armen zijn operationeel in drie golflengtegebieden: UV, visueel en nabij-IR. De nabij-IR arm bevindt zich in een vacuüm-koker die gekoeld wordt tot lage temperatuur (100 Kelvin). Er bestaan overgangsgebieden in frequentie tussen de armen van zo'n 500 à 1000 nanometer. Een speciale kalibrator behoort ook tot de uitrusting. De beweegbare delen worden op dezelfde manier bestuurd als andere ESO-systemen, waardoor de constructie en het gebruik van deze detector niet nodeloos ingewikkeld is.

Objecten

De objecten die met X-shooter bestudeerd kunnen worden zijn legio. Zo draagt het instrument bij aan het onderzoek naar zogenaamde gammaflitsen (Gamma Ray Burst's - GRB), zware kosmische explosies waarbij gammastraling vrijkomt. Ook zoekt X-shooter naar jonge melkwegstelsels op grote afstand en lichtzwakke bruine dwergen (objecten die qua massa tussen een planeet en een ster in zitten). Andere doelstellingen zijn het onderzoeken van de eigenschappen van koele witte dwergen, supernova's van het type Ia en neutronensterren in dubbelstersystemen.

Nederlandse bijdrage

X-shooter is een project waaraan diverse landen meewerkten onder leiding van ESO zoals Italië, Frankrijk, Denemarken en Nederland. De Nederlandse bijdrage aan X-Shooter bestaat uit het ontwerp en de bouw van de nabij-infrarood arm door de NOVA Optisch/Infraroodgroep bij ASTRON in Dwingeloo en cryostaat werd gebouwd door de Radboud Universiteit in Nijmegen. De Afdeling Technologie van de FNWI leverde de prisma’s en hun montering die het hart vormen van de nabij-infrarood spectrograaf. Het Sterrenkundig Instituut Anton Pannekoek van de UvA ontwikkelde datareductie-software voor X-Shooter. UvA-astronoom Lex Kaper leidt het Nederlandse smaldeel van het X-Shooter-consortium. Met X-shooter zijn de mogelijkheden van de VLT nog verder uitgebreid. Het instrument is weinig complex in de bediening en het onderhoud, maar kan enkelvoudige objecten snel met een enorm frequentiebereik waarnemen.

Ontdekking

In mei 2011 heeft een team van sterrenkundigen met onder anderen UvA-promovendus Lucas Ellerbroek het zeldzame geboorteproces van een zware ster blootgelegd met X-shooter. Er is een zich nog vormende zware ster waargenomen, diep verborgen in een stervormingsgebied in de richting van het sterrenbeeld Vela (Zeilen). Aanvullende waarnemingen met Sinfoni, een ander instrument op de VLT, hebben het bestaan bevestigd van een gasschijf rond de ster, en materieblazende straalstromen loodrecht daarop.

Links

X-shooter op de website van ESO