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Meilenstein für eine neue Ära der Beobachtung von erdähnlichen Exoplaneten

Wichtiger Meilenstein: Das Instrument METIS für das Extremely Large Telescope (ELT) des European Southern Observatory (ESO) soll erdähnliche Planeten finden.

Künstlerische Darstellung des fertigen Teleskops am Cerro Amazones in Chile. (© ESO/L. Calçada)
Künstlerische Darstellung des fertigen Teleskops am Cerro Amazones in Chile. (© ESO/L. Calçada)

METIS ist eine Kombination aus Kamera und Spektrometer, das im infraroten Wellenlängenbereich beobachtet und alle Vorteile des ELTs mit seinem Hauptspiegel von 39 Metern Durchmesser ausnutzen wird. Ein Forschungsschwerpunkt wird dabei die Suche nach erdähnlichen Exoplaneten sein. Von österreichischer Seite neben der JKU auch die Universität Wien, die Universität Innsbruck sowie das RICAM der österreichischen Akademie der Wissenschaften beteiligt.

Das ELT mit seinem innovativen adaptiven Optiksystem wird mit einem Spiegeldurchmesser von 39 Metern das weltgrößte Spiegelteleskop sein und in der Mitte dieses Jahrzehnts in Betrieb gehen. Der Mid-Infrared ELTImager and Spectrograph (METIS) ist ein Instrument des ELT und erschließt ein wichtiges Wellenlängenfenster zur Erforschung des Lebenszyklus von Sternen und der physikalischen Prozesse in Galaxienkernen.

Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei die Beobachtung von Exoplaneten sein. METIS ermöglicht, die Atmosphären von Exoplaneten näher zu untersuchen und dabei Temperaturen und saisonale Wetterbedingungen zu studieren. Zudem hat METIS auch das Potenzial zur direkten Erkennung von terrestrischen Exoplaneten.

Entwicklung des  Instruments geht in die nächste Phase
Nach einer tiefgehenden, positiven Evaluierung der Konzepte für die Optomechanik, Elektronik und Software kann nun das Design für METIS finalisiert werden. Die eigentliche Konstruktion des Instrumentes wird 2022 beginnen. METIS wird im Rahmen eines internationalen Konsortiums gebaut, das aus Universitäts- und Forschungsinstituten aus Deutschland, Österreich, den Niederlanden, Frankreich, Belgien, Schweiz, Schottland, Portugal, Taiwan und den USA besteht. Die Leitung des Konsortiums liegt bei der Universität Leiden in den Niederlanden.

Simulationen astronomischer Beobachtungen helfen bei der Entwicklung
Österreich ist seit 2008 Mitglied bei der ESO, der weltweit größten Forschungsinfrastruktur für Astrophysik. Um eine nachhaltige Nutzung dieser Infrastruktur zu gewährleisten, sind österreichische Wissenschafter*innen auch aktiv an der Entwicklung von neuen Forschungsinstrumenten für ESO beteiligt. Dies geschieht im Rahmen eines Konsortiums in den Bereichen Astrophysik und angewandte Mathematik unter Federführung der Universität Wien.

Das Institut für Astrophysik entwickelt mit der ETH Zürich ein Softwarepaket, mit dem astronomische Beobachtungen simuliert werden, um die Performance von METIS bereits in der Designphase evaluieren zu können. Dazu wird eine Softwarepipeline zur Kalibration und Analyse von METIS-Beobachtungen entwickelt. Die Software muss dazu ein Datenvolumen von mehreren Terabyte pro Nacht verarbeiten.

Bildbearbeitung für kosmische Aufnahmen
Das Institut für Industriemathematik der JKU Linz unter der Leitung von Prof. Ronny Ramlau entwickelt gemeinsam mit RICAM (Johann Radon Institute for Computational and Applied Mathematics) ein Softwarepaket zur Simulation, Quantifizierung und Rekonstruktion der Bildverzerrungen, die durch optische und atmosphärische Störungen entstehen. Die Finanzierung dieser Partnerschaft erfolgte bisher nebst Beiträgen der Universitäten und Institute zu einem signifikanten Anteil aus Hochschulraum-Strukturmittel des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung. Derzeit werden Mittel für die nächsten Jahre bis zur Fertigstellung des Instruments akquiriert.

NEWS 05.06.2020

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