Verbund: ELT-MOS; Thema: Preliminary Design Phase für MOSAIC

Abstract

Unter den zukünftigen Großgeräten für die bodengebundene Astrophysik werden vom European Extremely Large Telescope (E-ELT) derart bahnbrechende Ergebnisse erwartet, daß nach einem Beschluß des ESO Council diesem Vorhaben die höchste Priorität für diese Dekade beigemessen wird. Das EELT verspricht signifikante Fortschritte bei den wichtigsten Fragestellungen der modernen Astrophysik, z.B. der Natur von Dunkler Energie und Dunkler Materie, der ersten Generation von Sternen und der Re-Ionisierung des Universums, der Geschichte der Sternentstehung seit dieser Phase, der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, des Vorkommens und die Bedeutung supermassereicher Schwarzer Löcher, bis hin zum Studium extrasolarer Planetensysteme und der Suche nach erdähnlichen habitablen Planeten. Das MOSAIC-Instrument wurde von einem internationalen Konsortium als Mehrzweck-Multiobjekt- Spektrograph für das ELT konzipiert. MOSAIC verfügt über drei Hauptbetriebsmodi, darunter zwei Hochmultiplex-Mono-Apertur-Modi (im sichtbaren und NIR) und den Multi-IFU-Modus. Die Vorgabe eines Multiplex-Faktors ≈ 200 mit einem Multi-IFU-Modus bedeutet, daß sich MOSAIC nur als fasergespeistes Instrument realisieren läßt. Der Spektralbereich des Instruments reicht von 0.45 bis 1.8 μm, wobei die Grenze zwischen einem für das sichtbare System optimierten System und einem für das NIR optimierten System zwischen 0.8 und 0.9 μm liegt. Sechs Bänder bieten eine Abdeckung des gesamten Wellenlängenbereichs mit R = 5,000, wobei ausgewählte kleinere Bänder bei R ~ 20,000 im Sichtbaren und im NIR verfügbar sind. Der Science Case für eine ELT-MOS Instrumentierung wurde ausführlich von der europäischen Community auf diskutiert und in einem ELT-MOS White Paper dokumentiert. Die Prioritäten sind in SC1 bis SC6 zusammengefaßt: • SC1: ‘First Light’ – Spektroskopie der entferntesten Galaxien; • SC2: Räumlich aufgelöste Spektroskopie hoch-rotverschobener Galaxien; • SC3: Rolle hoch-rotverschobener Zwerggalaxien für die Galaxienevolution; • SC4: Tomographie des intergalaktischen Mediums; • SC5: Aufgelöste stellare Populationen jenseits der lokalen Gruppe; • SC6: Galaktische Archäologie mit metallarmen Sternen. Alle sechs wissenschaftlichen Ziele sind für die deutsche astronomische Community von sehr hohem Interesse; hierbei spielt SC6 eine besonders große Rolle für die Forschung an der LSW. Die Beiträge der LSW zu MOSAIC bauen direkt auf die von der Verbundforschung geförderten Projekte FORS1/2, LUCI1/2 und 4MOST und die hierbei erworbene Expertise im Spektrographenbau auf. Wesentliches Ziel des Beitrags der LSW in der derzeitigen Projektphase war das Design des visuellen Spektrographen (SPEC-VIS). Hierzu wurden an der LSW zunächst mehrere neue Design-Auslegungen für die Kamera des Spektrographen erarbeitet. Aufbauend auf den vorangehenden Arbeiten wurden weitere Möglichkeiten untersucht mit dem Ziel, die Gesamteffizienz des Systems zu optimieren. Das aktuelle Layout von SPEC-VIS deckt 3 Wellenlängenbereiche mit R = 4,500 bzw. R = 20,000 in den beiden zur Verfügung gestellten Beobachtungsmodi ab. Datei-Upload durch TIB