MAAT: nuevos “ojos” para el instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias (GTC)

El instrumento OSIRIS comenzó a operar desde la primera luz del Gran Telescopio Canarias (GTC), en 2009, y ha mostrado una excepcional eficacia a lo largo de más de una década. En 2023 el módulo MAAT (acrónimo de Mirror-slicer Array for Astronomical Transients), que se halla ahora en fase de diseño preliminar, se instalará dentro de OSIRIS y sumará la espectroscopía de campo integral (IFS) a la excelente calidad de imagen proporcionada por el GTC.

La técnica IFS ha supuesto una revolución, ya que permite obtener espectros de una zona extensa y bidimensional del cielo (de ahí que se aluda a esta técnica como espectroscopía en tres dimensiones). Además de proporcionar los cubos de datos, que registran la información espacial y espectral, la técnica de IFS permite obtener imágenes a cualquier longitud de onda dentro del intervalo espectral observado. OSIRIS+MAAT será una instalación única en telescopios de diez metros de todo el mundo, y hará que el Gran Telescopio Canarias mantenga su liderazgo en la observación astronómica internacional.

El núcleo de MAAT es un sistema óptico micro-rebanador de imagen que permite, cuando se combina con el espectrógrafo OSIRIS, crear una vista 3D de una porción del cielo. Crea un cubo de datos de imagen donde cada píxel espacial tiene un espectro como tercera dimensión. El análisis de todo el cubo de datos permite el estudio de los diferentes objetos dentro del campo de visión de MAAT a diferentes longitudes de onda.

“Los requisitos científicos de alto nivel de MAAT darán respuesta a las necesidades de la comunidad del GTC para una amplia gama de temas científicos, que abarcan toda la astronomía dadas sus capacidades de observación únicas. MAAT jugará un papel fundamental en sinergia con otras instalaciones que operan en el Observatorio del Roque de los Muchachos”, apunta Francisco Prada, científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) e investigador principal el proyecto.

“MAAT permitirá la identificación y caracterización de kilonovas, el estudio de la materia en su interior y la emisión electromagnética asociada a colisiones que involucran estrellas de neutrones y agujeros negros que emiten ondas gravitatorias”, comenta Ángeles Pérez García, profesora de la Universidad de Salamanca. “MAAT será clave para entender el origen de las discrepancias observadas en las abundancias químicas de las nebulosas ionizadas, un problema fundamental en la astrofísica desde mediados del siglo XX”, apunta David Jones, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de la Laguna. Ambos científicos son coordinadores de los grupos de trabajo de MAAT.

“Las capacidades de MAAT acoplado a OSIRIS revelarán el origen y la evolución de los objetos de masa planetaria situados a distancias grandes de sus estrellas, y contribuirán a la caracterización de las nuevas enanas marrones que se descubrirán con la misión espacial Euclid” comenta Eduardo Martín Guerrero de Escalante, profesor de investigación del CSIC y representante institucional del IAC en el consorcio del proyecto.

MAAT comenzó su fase de diseño preliminar el 1 de noviembre de 2020 y tiene prevista su primera luz para la primavera de 2023. La fase de diseño preliminar finalizará el 30 de julio de 2021, e incluye un estudio detallado de diferentes aspectos del instrumento, incluidas las especificaciones científicas y técnicas, el razonamiento de casos científicos destacados y un diseño preliminar de la mecánica y la óptica del instrumento. “También se aborda el desarrollo del software de análisis de datos que se distribuirá a la comunidad del GTC para garantizar la explotación científica de los datos obtenidos con MAAT”, señala Enrique Pérez, científico del IAA-CSIC que participa en el instrumento.

Colaboración Maat

Los miembros de la Colaboración MAAT son el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), que encabeza el proyecto, el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el DARK (Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague), y el Centro Oskar Klein de Física de Cosmopartículas (Universidad de Estocolmo), que han firmado recientemente un Memorandum of Understanding (MoU) donde se establecen las bases para el diseño, construcción y operación de MAAT. Los investigadores asociados a MAAT están afiliados al Departamento de Física Fundamental de la Universidad de Salamanca (USAL), Instituto Nacional de Astronomía, Óptica y Electrónica (INAOE), Liverpool John Moores University (LJMU) y Australian Astronomical Optics – Macquarie University (AAO-MQ). El proyecto MAAT cuenta con el soporte técnico y la ayuda de la Oficina GTC en La Palma, AAO-MQ, y las empresas Proactive R&D y OpticalDevelopment (España) y Winlight (Francia).