Waar veel telescoopinstrumenten objecten één voor één waarnemen is 4MOST ontworpen om het licht van duizenden bronnen tegelijkertijd vast te leggen. Het doet dat met behulp van meer dan 2400 dunne optische vezels, elk zo breed als een mensenhaar. Dit licht wordt via deze glasvezels naar drie afzonderlijke spectrografen geleid, die het opsplitsen in maximaal 18.000 kleurcomponenten. Zo meet het apparaat van iedere bron een uitgebreid spectrum dat grotendeels in het zichtbare spectrum ligt. Hiermee bepalen astronomen de eigenschappen van de kosmische bronnen zoals hun chemische samenstelling, snelheid en afstand.
De eerste waarnemingen van 4MOST werden afgelopen weekend gedaan. Tijdens de test verzamelde 4MOST spectra van sterren in onze Melkweg en van meer dan duizend andere sterrenstelsels. Het aantal objecten dat het tegelijkertijd kan waarnemen, het grote gezichtsveld en het grote aantal spectrale kleuren dat het tegelijkertijd kan registreren, maken het instrument uniek. 4MOST kan met een observatie tien of meer wetenschappelijke studies tegelijkertijd bedienen.
Het Optische-/Infraroodlab van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) heeft bijgedragen aan het kalibratiesysteem van 4MOST. Dit systeem genereert de referentie waartegen alle metingen van sterren worden gekalibreerd. Er wordt een stabiel spectrum gegenereerd met zogenoemde spectraallampen en een lijnenspectrum van een laserbundel. Hiermee kan 4MOST subtiele kleurveranderingen in het spectrum van sterren waarnemen.
Onderzoek aan de Melkweg
Astronomen van de Rijksuniversiteit Groningen gebruiken de 4MOST-waarnemingen om een zo compleet mogelijk dynamisch driedimensionaal model van onze Melkweg te krijgen. Hiervoor combineren ze gegevens met eerdere waarnemingen van de Gaia-satelliet die tussen 2013 en 2025 informatie van een kleine twee miljard sterren verzamelde.
Else Starkenburg is universitair hoofddocent van het Kapteyn Instituut (Rijksuniversiteit Groningen) en richt zich met collega’s op sterren in de buitengebieden van de Melkweg. Hier bevinden zich zeer oude sterren. Waarnemingen van 4MOST kunnen hier hopelijk vragen beantwoorden over de begintijd van de Melkweg, maar ook over de vroege opbouw van het heelal in het algemeen. “Voor mij is het een fantastisch vooruitzicht om de Melkweg met zo veel detail te kunnen onderzoeken. Naast gegevens over de beweging van sterren, levert 4MOST ook informatie over de elementen in hun atmosfeer. Hiermee kunnen we de geschiedenis van ons sterrenstelsel nauwkeurig bepalen”, zegt ze.
Amina Helmi, hoogleraar aan de Rijkuniversiteit Groningen, stond aan de wieg van 4MOST. “Voor mij en een aantal collega’s was het al vroeg duidelijk dat informatie over de chemische samenstelling van sterren belangrijk is voor het ontrafelen van de geschiedenis van de Melkweg. Dat is wat 4MOST in grote aantallen gaat leveren. Ik heb hier heel lang naar uitgekeken.”
Tekst gaat verder onder de video
Evolutie van sterrenstelsels en donkere materie
Tijdens een gepland vijfjarig onderzoek zal 4MOST naar verwachting spectra vastleggen van meer dan 25 miljoen verschillende bronnen, verspreid over een gebied dat groter is dan 60.000 volle manen. 4MOST analyseert niet alleen de Melkweg, maar het instrument laat ook zien hoe andere sterrenstelsels ontstaan en evolueren. Bovendien kan het licht werpen op de onzichtbare donkere materie die zich in en tussen sterrenstelsels bevindt. Tot slot gebruiken astronomen het instrument om de evolutie van het heelal zelf te bestuderen, door te kijken hoe het zich in de loop van de tijd uitbreidt en hoe het verandert.
De 4MOST-faciliteit is ontworpen en gebouwd door een consortium van dertig universiteiten en onderzoeksinstituten in Europa en Australië onder leiding van het Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP). Roelof de Jong is projectleider en hoofdonderzoeker van 4MOST en hoofd van de afdeling Melkweg bij AIP. Hij merkt op: “Het is ongelooflijk om de eerste spectra van ons nieuwe instrument te zien. De gegevens zien er fantastisch uit en dat belooft veel goeds voor alle verschillende wetenschappelijke projecten die we willen uitvoeren.”
Meer informatie, afbeeldingen en video’s zijn te vinden op de Nederlandstalige pagina's van de ESO-website.