eso9845de-at — Organisatorische Pressemitteilung

FORS am Very Large Telescope der Europ��ischen S��dsternwarte

Erstes wissenschaftliches Beobachtungsinstrument liefert eindrucksvolle Bilder

23. September 1998

Am 15. September 1998 wurde ein weiterer wichtiger Meilenstein erfolgreich, rechtzeitig und innerhalb des Kostenplans erreicht. Nur wenige Tage nach seiner Montage am ersten 8,2m-Einzelteleskop des VLT (UT1) konnte FORS1 ( FO cal R educer and S pectrograph) als erstes einer Gruppe leistungsf��higer und komplexer wissenschaftlicher Instrumente seine Beobachtungst��tigkeit beginnen. Von Anfang an konnte es eine Reihe exzellenter astronomischer Bilder aufnehmen. Dieses bedeutende Ereignis er��ffnet eine F��lle neuer M��glichkeiten f��r die europ��ische Astronomie.

FORS - ein H��hepunkt an Komplexit��t

FORS1 und das zuk��nftige Zwillingsinstrument (FORS2) sind das Ergebnis einer der eingehendsten und fortschrittlichsten technologischen Studien, die je f��r ein Instrument der bodengebundenen Astronomie durchgef��hrt wurden. Dieses einzigartige Instrument ist nun im Cassegrain-Fokus installiert und verschwindet beinahe, trotz seiner Dimensionen von 3 x 1.5m (Gewicht 2.3t), unterhalb des riesigen 53 m 2 gro��en Zerodurspiegels. Um die gro��e Spiegelfl��che und die hervorragende Bildqualit��t von UT1 optimal auszun��tzen, wurde FORS speziell so konstruiert, da�� es die lichtschw��chsten und entferntesten Objekte im Weltall untersuchen kann. Bald wird dieses komplexe VLT-Instrument den europ��ischen Astronomen erlauben, die derzeitigen Beobachtungshorizonte entscheidend zu erweitern.

Die beiden FORS-Instrumente sind Vielzweck-Beobachtungsinstrumente, die in mehreren unterschiedlichen Beobachtungsarten eingesetzt werden k��nnen. Beispielsweise k��nnen Bilder mit zwei verschiedenen Abbildungsma��st��ben (Vergr����erungen) sowie Spektren mit unterschiedlicher spektraler Aufl��sung von einzelnen oder mehreren Objekten aufgenommen werden. Dabei erlaubt der schnelle Wechsel zwischen den unterschiedlichen Beobachtungsarten z.B. zun��chst die Aufnahme und direkt anschlie��end die Spektroskopie weit entfernter Galaxien. Damit kann dann u.a. die stellare Zusammensetzung und die Entfernung bestimmt werden.

Als eines der leistungsf��higsten astronomischen Instrumente seiner Art wird FORS1 ein wahres Arbeitspferd f��r die Untersuchung des fernen Universums darstellen.

Der Bau von FORS

Das FORS-Projekt wird unter ESO-Kontrakt von einem Konsortium dreier deutscher astronomischer Institute durchgef��hrt, der Landessternwarte Heidelberg und den Universit��ts-Sternwarten von G��ttingen and M��nchen. Bis zur Beendigung des Projekts werden die beteiligten Institute Arbeit im Umfang von ca. 180 Mann-Jahren eingebracht haben.

Bei der Landessternwarte Heidelberg lag die Leitung des Projekts. Hier wurde au��erdem das gesamte optische System konstruiert, die Beschaffung der Komponenten der abbildenden Optik und der Zusatzoptiken f��r Spektroskopie und Polarimetrie durchgef��hrt und die spezielle Computersoftware geschrieben, mit der die von FORS gelieferten Daten verarbeitet und ausgewertet werden. Dar��ber hinaus wurde in der Werkstatt der Sternwarte ein Teleskopsimulator gebaut, mit dem alle wesentlichen Funktionen von FORS in Europa getestet werden konnten, bevor das Instrument zum Paranal (Chile) transportiert wurde.

An der Universit��ts-Sternwarte G��ttingen wurden Konstruktion, Herstellung und Zusammenbau der gesamten Mechanik von FORS durchgef��hrt. Der gr����te Teil der Pr��zisionsteile, insbesondere der Multispalteinheit, wurde in der feinmechanischen Werkstatt der Sternwarte hergestellt. Die Beschaffung der gro��en Instrumentengeh��use und Flansche, die Computeranalysen f��r mechanische und thermische Stabilit��t des empfindlichen Spektrographen und die Herstellung der speziellen Werkzeuge f��r Handhabung, Wartung und Justierung lag ebenso in der Verantwortung dieser Sternwarte wie die Tests der zahlreichen opto- und elektromechanischen Funktionen.

Die Universit��ts-Sternwarte M��nchen war verantwortlich f��r das Projektmanagement, Integration und Test des gesamten Instruments im Labor, f��r Planung und Einbau aller Elektronik und Elektromechanik, sowie f��r Entwicklung und Test der gesamten Software, die FORS in allen Teilen vollst��ndig per Computer steuert (z.B. Filter- und Grismr��der, Verschl��sse, Spalteinheit f��r die Vielspaltspektroskopie, Masken, alle optischen Komponenten, Elektromotoren, Encoder usw.). Zus��tzlich wurde Computersoftware geschrieben, mit der die komplexen astronomischen Beobachtungen mit FORS vorbereitet werden und das Verhalten des Instruments durch eine st��ndige Kontrolle der gesammelten wissenschaftlichen Daten ��berwacht wird.

Als Gegenleistung f��r den Bau von FORS erhalten die Astronomen der drei beteiligten Institute des FORS-Konsortiums eine gewisse Anzahl von N��chten an "garantierter Beobachtungszeit" am VLT. In dieser Beobachtungszeit werden verschiedene Forschungsprojekte durchgef��hrt, deren Themen unter anderem von kleinen K��rpern im ��u��eren Sonnensystem ��ber Untersuchungen von Sternen im Endstadium und den von ihnen abgesto��enen Gaswolken bis zur Erforschung ferner Galaxien und Quasare reichen, die Aufschlu�� ��ber die fr��hen Zeiten unseres Universums geben.

Erste Tests von FORS1 am VLT-UT1: ein gro��artiger Erfolg

Nach sorgf��ltiger Vorbereitung hat das FORS-Konsortium nun mit der Inbetriebnahme ("Commissioning") des Instruments begonnen. Dazu geh��ren ein eingehender Nachweis der spezifizierten Leistungsf��higkeit am Teleskop, die ��berpr��fung der korrekten Funktionsweise unter Softwaresteuerung vom Kontrollraum auf Paranal, und am Ende dieses Prozesses eine Demonstration, da�� das Instrument seinen angestrebten wissenschaftlichen Zweck erf��llt.

W��hrend der Durchf��hrung dieser Tests gelangen dem Commissioning-Team auf Paranal eine Reihe von Aufnahmen verschiedener astronomischer Objekte, von denen einige hier wiedergegeben sind. Sie wurden alle mit FORS in der Standardaufl��sung gewonnen (Bildfeldgr����e 6.8 x 6.8 Bogenminuten, Pixelgr����e 0.20 Bogensekunden) und zeigen einige der eindrucksvollen M��glichkeiten, die das neue Instrument bietet.

Spiralgalaxie NGC 1288

Das erste Photo zeigt eine Dreifarbenaufnahme der sch��nen Spiralgalaxie NGC 1288 im s��dlichen Sternbild Fornax. PR Photo eso9845a umfa��t das gesamte Feld, das mit der 2048 x 2048 Pixel gro��en CCD-Kamera abgebildet wurde. Es wurde aus drei CCD-Aufnahmen zusammengesetzt, die bei gutem Seeing in verschiedenen Farben in der "Nacht des ersten Lichts" (15. September 1998) aufgenommen wurden. Diese Galaxie mit einem Durchmesser von rund 200000 Lichtjahren ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre Fluchtgeschwindigkeit betr��gt 4500 km/sec.

Entfernter Galaxienhaufen

Die n��chsten Photos wurden von einer 5-min��tigen Aufnahme im Nahen Infrarot reproduziert, die ebenfalls in der "Nacht des ersten Lichts" von FORS1 (15. September 1998) gewonnen wurde. PR Photo 37b/98 zeigt einen Himmelsausschnitt in der N��he des Quasars PB5763, in dem auch ein ungew��hnlicher, sehr weit entfernter Haufen von Galaxien zu sehen ist. Er besteht aus einer gro��en Zahl lichtschwacher Galaxien, die bisher noch nicht eingehend untersucht wurden.

Dieser Haufen ist ein gutes Beispiel f��r die Art von Objekten, auf die viel Beobachtungszeit mit FORS verwendet werden wird, sobald der regul��re Beobachtungsbetrieb begonnen hat.

Eine Vergr����erung des gleichen Feldes ist in PR Photo 37c/98 wiedergegeben. Sie zeigt die einzelnen Mitglieder dieses Galaxienhaufens im Detail. Man beachte besonders die interessante spindelf��rmige Galaxie, die anscheinend einen ��quatorialen Ring aufweist. Neben einer sch��nen Spiralgalaxie sind auch noch viele weitere lichtschwache Galaxien zu erkennen. Sie sind entweder Zwerggalaxien und Mitglieder des Haufens oder befinden sich sehr viel weiter entfernt im Hintergrund des Haufens.

Spiralgalaxie NGC 1232

Dieses spektakul��re Bild der gro��en Spiralgalaxie NGC 1232 wurde am 21. September 1998 unter guten Beobachtungsbedingungen erhalten. Es wurde aus drei Einzelaufnahmen im ultravioletten, blauen und roten Licht zusammengesetzt. Die Farben der verschiedenen Regionen sind deutlich sichtbar: Das Zentralgebiet enth��lt ��ltere, r��tlich leuchtende Sterne (Photo 37e/98), w��hrend die Spiralarme von jungen, bl��ulichen Sternen und roten Sternentstehungsgebieten bev��lkert sind. Man beachte die gest��rte Begleitgalaxie am linken Rand, die wie der griechische Buchstabe "Theta" aussieht.

NGC 1232 liegt 20 Grad s��dlich des Himmels��quators im Sternbild Eridanus. Obwohl die Entfernung dieser Galaxie ungef��hr 100 Millionen Lichtjahre betr��gt, kann man auf Grund der exzellenten Bildqualit��t einen unglaublichen Reichtum an Details erkennen. Bei dieser Entfernung entspricht die Kantenl��nge des Bildfeldes etwa 200000 Lichtjahren oder etwa der doppelten Gr����e unserer Milchstra��e.

Endnoten

[1] Diese Pressemitteilung wird gemeinsam (auf Englisch und Deutsch) von der Europ��ischen S��dsternwarte, der Landessternwarte Heidelberg und den Universit��ts-Sternwarten G��ttingen und M��nchen herausgegeben.

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Dies ist eine ��bersetzung der ESO-Pressemitteilung eso9845.