Il nuovo strumento MATISSE sul Very Large Telescope Interferometer (VLTI) dell'ESO ha ora effettuato con successo le sue prime osservazioni all'Osservatorio del Paranal nel nord del Cile. MATISSE è lo strumento interferometrico più potente al mondo a lunghezze d'onda del medio infrarosso. Le prime osservazioni MATISSE hanno utilizzato i telescopi ausiliari del VLTI per esaminare alcune delle stelle più luminose del cielo notturno, compreso Sirio, Rigel e Betelgeuse, e ha mostrato che lo strumento funziona bene.

MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment osserva la luce infrarossa, la luce tra le lunghezze d'onda del visibile e delle microonde dello spettro elettromagnetico, coprendo lunghezze d'onda da 3-13 micrometri (μm). Si tratta di uno strumento spettro-interferometro di seconda generazione per il Very Large Telescope dell'ESO che può trarre vantaggio da più telescopi e dalla natura ondulatoria della luce. In questo modo, produce immagini di oggetti celesti più dettagliate di quelle che possono essere ottenute con qualsiasi singolo telescopio esistente o pianificato a queste lunghezze d'onda.

Dopo 12 anni di sviluppo da parte di un gran numero di ingegneri e astronomi in Francia, Germania, Austria, Paesi Bassi e all'ESO, e dopo un lungo periodo di lavoro impegnativo per l'installazione e il collaudo di questo strumento molto complesso, le prime osservazioni hanno ora confermato che MATISSE sta funzionando come previsto.

Le prime osservazioni di MATISSE della stella supergigante rossa Betelgeuse, che dovrebbe esplodere come una supernova in poche centinaia di migliaia di anni, ha dimostrato di avere ancora dei segreti da svelare. Le nuove osservazioni mostrano la prova che la stella sembra avere dimensioni diverse se vista a lunghezze d'onda diverse. Tali dati consentiranno agli astronomi di studiare ulteriormente i dintorni dell'enorme stella e come sta diffondendo materiale nello spazio.

Il ricercatore principale di MATISSE, Bruno Lopez (Osservatorio della Costa Azzurra (OCA), Bello, Francia), spiega il suo potere unico:"I singoli telescopi possono raggiungere una nitidezza dell'immagine limitata dalle dimensioni dei loro specchi. Per ottenere una risoluzione ancora più elevata, combiniamo o interferiamo con la luce di quattro diversi telescopi VLT. Ciò consente a MATISSE di fornire le immagini più nitide di qualsiasi telescopio mai nella gamma di lunghezze d'onda di 3-13 μm, dove integrerà le future osservazioni dallo spazio del telescopio spaziale James Webb".

MATISSE contribuirà a diverse aree di ricerca fondamentali in astronomia, concentrandosi in particolare sulle regioni interne dei dischi attorno alle giovani stelle dove si stanno formando i pianeti, lo studio delle stelle nelle diverse fasi della loro vita, e l'ambiente dei buchi neri supermassicci al centro delle galassie.

Thomas Henning, direttore del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) di Heidelberg, Germania, e MATISSE investigatore co-principale, commenta:"Osservando le regioni interne dei dischi protoplanetari con MATISSE, speriamo di apprendere l'origine dei vari minerali contenuti in questi dischi, minerali che in seguito andranno a formare i nuclei solidi di pianeti come la Terra".

Walter Jaffe, lo scienziato del progetto e ricercatore co-principale dell'Università di Leiden nei Paesi Bassi, e Gerd Weigelt, ricercatore co-principale del Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Bonn, Germania, aggiungere:"MATISSE ci darà immagini drammatiche delle regioni che formano i pianeti, più stelle, e, quando si lavora con i telescopi dell'unità VLT, anche i dischi polverosi che alimentano buchi neri supermassicci. Speriamo anche di osservare dettagli di oggetti esotici nel nostro Sistema Solare, come i vulcani su Io, e le atmosfere di esopianeti giganti."

MATISSE è un combinatore di fasci a quattro vie, il che significa che combina la luce raccolta da un massimo di quattro dei telescopi dell'unità VLT da 8,2 metri o fino a quattro dei telescopi ausiliari (AT) che compongono il VLTI, effettuando sia osservazioni spettroscopiche che di imaging. Così facendo, MATISSE e il VLTI insieme possiedono la potenza di imaging di un telescopio fino a 200 metri di diametro, in grado di produrre le immagini più dettagliate di sempre alle lunghezze d'onda del medio infrarosso.

I primi test sono stati effettuati con i telescopi ausiliari, e ulteriori osservazioni con i quattro telescopi dell'unità VLT sono previste nei prossimi mesi.

MATISSE sovrappone la luce di un oggetto astronomico alla luce combinata di più telescopi, risultante in un modello di interferenza che contiene informazioni sull'aspetto dell'oggetto, da cui poi è possibile ricostruire un'immagine.

La prima luce di MATISSE segna un grande passo avanti nell'ambito degli attuali interferometri ottici/infrarossi e consentirà agli astronomi di ottenere immagini interferometriche con dettagli più fini su una gamma di lunghezze d'onda più ampia di quella attualmente possibile. MATISSE completerà anche gli strumenti previsti per il prossimo Extremely Large Telescope (ELT) dell'ESO, in particolare METIS (il Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). MATISSE osserverà oggetti più luminosi di METIS, ma con una risoluzione spaziale maggiore.

Andreas Glindemann, MATISSE project manager presso ESO, conclude:"Rendere MATISSE una realtà ha coinvolto il lavoro di molte persone per molti anni ed è meraviglioso vedere lo strumento funzionare così bene. Non vediamo l'ora che arrivi la scienza entusiasmante!"