MICADO on ESOn ELT-teleskooppiin tuleva tehokas korkean resoluution kamera. Nyt kamera on läpäissyt lopullisen suunnitelmakatsauksen, mikä on merkittävä vaihe matkalla kohti tämän vuosikymmenen lopussa alkavia havaintoja. MICADOn aloittaessa toiminnan tähtitieteilijät pystyvät ottamaan kuvia maailmankaikkeudesta uskomattomalla tarkkuudella. Turun yliopisto on mukana instrumentin kehitystyössä.
ESO (European Southern Observatory) valmistelee uutta huipputarkkaa MICADO-instrumenttia (Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations), joka on tarkoitus ottaa käyttöön ELT-teleskoopissa (Extremely Large Telescope) tämän vuosikymmenen loppuun mennessä.
Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations, eli MICADO on tulevan ELT-teleskoopin tehokas korkean resoluution kamera. Valmistuttuaan MICADOn avulla tähtitieteilijät pystyvät ottamaan kuvia maailmankaikkeudesta ennennäkemättömän tarkasti. Kuvassa on taiteilijan tekemä 3D-näkymä MICADOsta. Kuvassa on mittakaavan vuoksi kaksi ihmistä. Laitteen korkeus on kuusi metriä ja paino vähintään 20 tonnia. Kuva: ESO/MICADO consortium/L. Calçada
MICADOn edistyneen rakenteen ansiosta sen avulla voidaan ottaa korkean resoluution kuvia maailmankaikkeudesta, jotka paljastavat kaukaisista galakseista yksityiskohtaisia rakenteita ja niiden muodostumismekanismeja.
MICADOn avulla tähtitieteilijät voivat tutkia läheisten galaksien yksittäisiä tähtiä ja tähtijärjestelmiä, sekä sen avulla voidaan tutkia aurinkokunnan ulkopuolisia planeettoja ja niiden muodostumista. Lisäksi MICADO toimii ainutlaatuisen tehokkaana instrumenttina tutkittaessa ympäristöjä, joissa gravitaatiovoimat ovat erittäin voimakkaita, kuten Linnunradan keskellä olevan supermassiivisen mustan aukon lähellä.
– MICADO tulee olemaan ELT:n ensimmäinen instrumentti, juuri se kamera, jolle ensimmäisenä avautuu näkymä maailmankaikkeuteen tarkkuudella ja tavalla, jota ei ole koskaan ihmiskunnan historiassa nähty. On valtavan upeata, ja tärkeää, että suomalaiset pääsevät osallistumaan tähän uraauurtavaan hetkeen, ja tutkimukseen, kertoo Suomen ESO-keskuksen (FINCA) johtaja, professori Petri Väisänen.
Osallistumisen mahdollistaa se, että Suomessa on sekä korkealuokkaista tähtitieteen perustutkimusta, että teknologiaosaamista.
– Molempia tarvitaan maailmankaikkeuden tutkimisessa, mistä ESOn ELT-projekti on näyttävä esimerkki. MICADOon osallistumme Suomen Akatemian rahoittamalla projektilla, jota koordinoidaan täältä Turusta, fysiikan ja tähtitieteen laitoksen ja ESO-keskuksen yhteistyönä, professori Seppo Mattila kertoo.
Turun yliopistossa tehtävä työ liittyy MICADOlla suoritettavien havaintojen simulointiin ja havaittavien tähtitieteellisten kuvien laadun analysointiin. MICADOn avulla ELT tulee saavuttamaan täyden kyvykkyytensä poistamalla ilmakehän väreilyn vaikutusta. Simulaatioissa hyödynnetään myös tieteen tietotekniikan keskuksen (CSC) supertietokonetta laskemaan valonsäteiden kulkua MICADOn optisten elementtien toiminnan mallintamiseksi.
– Näiden simulaatioiden avulla pystytään rekonstruoimaan tarkasti MICADOn pistelähteestä tuottama kuva, joka määrittää ELT:llä havaittujen kuvien tarkkuuden, kertoo Turun yliopiston akatemiatutkija Hanindyo Kuncarayakti.
MICADO läpäisi suunnitelmakatsauksen – valmistus ja testaus voi alkaa
Tämän monivaiheisen lopullisen suunnitelmakatsauksen (final design review, FDR) viimeisen osa päättää useita vuosia jatkuneent suunnitteluprosessin. Vaikka uuden instrumentin valmistus alkaa yleensä vasta katselmuksen läpäisyn jälkeen, useiden eri komponenttien ja alijärjestelmien valmistukselle näytettiin vihreää valoa jo aikaisemmin, jotta MICADO-hanke voisi jatkaa matkaansa kohti ELT:n toimintojen alkamista.
Suunnitelmakatsauksen loppuunsaattamiseksi konsortion jäsenet työskentelivät ESOn henkilökunnan kanssa yhdessä selventääkseen instrumentin suunnitteluun liittyviä avoimia kysymyksiä. Tämän merkittävän vaiheen läpäisemisen ansiosta MICADO-konsortio, kuudessa maassa toimiva150 hengen tiimi, voi nyt siirtyä seuraavaan vaiheeseen, ja keskittyä täysin instrumentin valmistukseen ja testaamiseen.
MICADOn suunnittelun taustalla on ollut pyrkimys kameran erittäin suureen tarkkuuteen ja vakauteen, jotta voidaan saavuttaa vaadittu suuriherkkyys, resoluutio, astrometrinen tarkkuus ja laaja aallonpituusalue.
Jotta tämä olisi mahdollista ELT:n toimintaympäristössä, MICADO tuetaan instrumenttitasanteen yläpuolelle, jotta teleskoopin valo voidaan ohjata sekä adaptiivisen optiikan järjestelmään, joka korjaa ilmakehän aiheuttaman epätarkkuuden, että kryostaattiin. Siinä optiikka ja ilmaisimet pidetään kylminä, jotta ne pystyvät toimimaan tehokkaasti lähi-infrapuna alueen aallonpituuksilla ilman muiden lämmönlähteiden aiheuttamia häiriöitä.
Laitteen yksityiskohtaista toimintaa ohjataan elektroniikalla, josta suuri osa on asennettu aivan sen alapuolelle. Teleskooppia käyttävät tähtitieteilijät voivat ohjelmiston avulla tehdä havaintojaan etänä.
MICADO on ESO:n tulevan ELT-teleskoopin (Extremely Large Telescope) tehokas korkean resoluution kamera. Taiteilijan tekemä 3D-näkymä MICADO-instrumentin osista ja englanninkieliset selitykset instrumentin eri osille. ESO/MICADO consortium/L. Calçada
Kun MICADO on muutaman vuoden ajan tehnyt alkuvaiheen tieteellistä työtä, sen valmiuksia vahvistetaan yhdistämällä se MORFEO-järjestelmään (Multiconjugate adaptive Optics Relay For ELT Observations). Tämän instrumentin avulla MICADO voi ottaa tarkempia kuvia laajemmalla kuvakentällä.
MICADO-konsortioon kuuluvat MPE (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Saksa), MPIA (Max-Planck- Institut für Astronomie, Saksa), USM (Universitäts-Sternwarte München, Saksa), IAG (Göttingenin Georg-August-yliopiston astrofysiikan instituutti, Saksa), NOVA (Alankomaiden tähtitieteen tutkijakoulu, jota edustavat Groningenin yliopisto, Leidenin yliopisto ja NOVA:n optisen/infrapuna-alueen instrumentteja valmistava ryhmä, joka toimii ASTRONissa Dwingeloossa, Alankomaa), INAF Istituto Nazionale di Astrofisica, CNRS/INSU (Centre National de la Recherche Scientifique/Institut National des Sciences de l'Univers, jota edustavat LESIA, GEPI, Division Technique de l'INSU, UTINAM/OSU THETA, LCF ja IP2I/LMA, Ranska), A* (itävallan yhteistyöverkosto, jota edustavat Wienin yliopisto, Innsbruckin yliopisto, Linzin yliopisto ja RICAM Linz, Itävallan tiedeakatemia, Itävalta) ja Suomen ESO-keskus (FINCA), Turun yliopisto, Suomi.
>> Video ESO:n sivuilla
MICADO on yksi ESO:n Erittäin suuren teleskoopin (ELT) ensimmäisen sukupolven instrumenteista. MICADO on lyhenne sanoista Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations, ja sen avulla otetaan maailmankaikkeudesta korkean resoluution kuvia lähi-infrapuna-alueen aallonpituuksilla. Tämän vuoksi instrumentti sopii erinomaisesti eksoplaneettojen tunnistamiseen, mutta se on myös tehokas muiden galaksien yksittäisten tähtien erottamisessa, ja Linnunradan salaperäisen keskustan tutkimisessa. Tämä video antaa ainutlaatuisen katsauksen kulissien taakse siitä, miten MICADO toimii, millaisia haasteita näin monimutkaisen instrumentin suunnittelussa on ollut, ja miten se tulee muuttamaan käsitystämme maailmankaikkeudesta sen aloittaessa toimintansa ELT:ssä. Video: ESO
