Кредитна слика: УЦ Беркелеи
Универзитет у Калифорнији, Беркелеи, астрономи су искористили недавно постављени систем звезда ласерских водича у УЦ-овој опсерваторији Лицк да би добили оштре, светлуцаве слике слабих прашњавих дискова далеких масивних звезда. Слике јасно показују да звезде два до три пута веће од сунца формирају на исти начин као звезде соларног типа - унутар вртлог сферичног облака који се срушава на диск, попут оног из кога су изишле сунце и његове планете.
Жути ласерски сноп који пробија небеса над Опсерваториј Лик почео је с радом на 10-метарском телескопу Схане прошле године, проширивши употребу система „гумених огледала“ телескопа, названог адаптивна оптика, на цело ноћно небо. Додатак ласера чини Лицк-ом једином опсерваторију која пружа звезду ласерског водича за рутинску употребу.
Тим УЦ Беркелеи и његове колеге из Центра за адаптивну оптику УЦ Санта Цруз и Национална лабораторија Лавренце Ливерморе (ЛЛНЛ) извештавају о својим резултатима у броју за часопис „Сциенце“ за 27. фебруар.
„Парадигма за звезде попут нашег сунца је гравитациони колапс облака протостар и диск за акрецију сличан палачинки, али постоји одређена маса на којој то не може да функционише - светлост звезде постаје довољна да поремети диск, и распада се једнако брзо како се повлаче “, рекао је Јамес Р. Грахам, професор астрономије на УЦ Беркелеи. "Наши подаци показују да стандардна парадигма модела и даље делује за звезде два до три пута веће од сунца."
"Без адаптивне оптике видели бисмо само велику мрљу од земље и не бисмо били у стању да откријемо ниједну фину структуру око извора", додао је Марсхалл Д. Перрин, студент дипломираног студента УЦ Беркелеи. "Наша запажања пружају снажну подршку насталом мишљењу да се звезде са малим и средњим масама формирају на сличан начин."
Адаптивни оптички систем који уклања замагљујуће ефекте атмосферске турбуленције додат је Лицк-овом телескону Схане 1996. Међутим, као и сви други телескопи са адаптивном оптиком данас, укључујући двоструки 10-метарски телескоп Кецк на Хавајима, телескоп Лицк је имао ослањати се на сјајне звезде у видном пољу и пружити референцу потребну за уклањање замућења. Само око један до 10 процената објеката на небу довољно је близу сјајне звезде да би такав „природни“ систем звезда водиља могао да делује.
Натријум-ласер за фарбање, који су развили научници аса ласера Деанна М. Пеннингтон и Херберт Фриедман из ЛЛНЛ-а, коначно довршава систем адаптивне оптике тако да га астрономи могу користити за гледање било ког дела неба, без обзира да ли је сјајна звезда у близини.
Прикован за прорез телескопа Лицк, ласер сјаји уским снопом око 60 миља кроз турбулентну зону у горњу атмосферу, где ласерска светлост стимулише атоме натријума да апсорбују и поново емитују светлост исте боје. Натријум потиче из микрометеорита који пламен испарају и улазе у Земљину атмосферу.
Жуто сјајно место створено у атмосфери еквивалентно је звезди 9. величине - око 40 пута близа него што људско око може да види. Ипак, омогућава стални извор светлости једнако ефикасан као и светла далека звезда.
„Ми користимо ту светлост за мерење турбуленције у атмосфери преко нашег телескопа стотине пута у секунди, а затим користимо те информације да обликујемо посебно флексибилно огледало на такав начин да када светлост, како од ласера тако и од циља, сте гледајући, одбијајући је, ефекти турбуленције су уклоњени “, рекла је Цлаире Мак, професорица астрономије и астрофизике у УЦ Санта Цруз, заменик директора Центра за адаптивну оптику и истраживач у ЛЛНЛ-у који ради на више више од 10 година за развој ласерског система звезда водиља.
У једном од првих тестова овог система, Грахам и Перрин су окренули телескоп на ретке, младе, масивне звезде назване Хербиг Ае / Бе звезде које су нејасне од земље и обично сувише слабе да би их се могла замислити природним оптичким водитељским оптичким звездама. Звјездице Хербиг Ае / Бе, са масама између 1,5 и 10 пута веће од сунца и вероватно старе мање од 10 милиона година, сматрају се почецима масивних звезда - звезда које ће завршити као вруће, звезде типа А Сириус и Вега. Звијезде Хербиг Ае / Бе каталогизирао је прије неколико година астроном УЦ Санта Цруз Георге Хербиг, сада на Универзитету на Хавајима.
Најмасовније звезде Хербиг Ае / Бе представљају велико интересовање јер су оне подвргнуте експлозијама супернове које семењују галаксију тешким атомима, чинећи чврсте планете и чак живот могућим. Такође покрећу стварање звезда у оближњим облацима.
Оно што су астрономи видели било је врло слично познатој слици Т Таури звезда, које су формативне фазе звезда и до 50 процената веће од нашег сунца и старе до 100 милиона година. Слике двију Хербиг Ае / Бе звезда јасно показују тамну линију која дели две звезде, узроковану диском који блокира сјајан сјај звезде, и блиставим сферним ореолом прашине и гаса који обавијају звезду и диск. У свакој звезди могу се чинити два млаза гаса и прашине који се појављују са полова акумулационог диска.
Две звезде, каталоговане као ЛкХ (198 и ЛкХ (233 (лички извори водоник-алфа)), удаљене су 2.000 и 3.400 светлосних година, у удаљеном региону галаксије Млечни пут.
"Материјал из протозвезданог облака не може пасти директно у новорођенчад, па прво слети у акректорни диск и тек се креће према унутра да падне на звезду након што је отпустио свој угаони замах", објаснио је Перрин. „Тај процес преноса угаоног момента, заједно са еволуцијом магнетних поља, доводи до покретања биполарних одлива. Ови одливи на крају уклањају коверту, остављајући новорођену звезду окружену диском за избацивање. Током неколико милиона година, остатак материјала на диску је нагомилан, остављајући само младу звезду иза себе. "
Перрин је додао да је Хуббле свемирски телескоп пружио "врло јасне, недвосмислене слике дискова и одлива око звезда Т Таури", потврђујући теорије о формирању звезда попут нашег сунца. Али, због релативне реткости звезда Хербиг Ае / Бе, до сада су недостајали тако јасни подаци за те звезде, рекао је.
Астрономи су предложили да се од судара две или више звезда формирају веома масивне звезде, или у турбулентном облаку за разлику од окретног диска. Занимљиво је да су трећу звезду коју су Грахам и Перрин снимили исте вечери две звезде сличне сунцу са врпцом гаса и прашине између њих, изгледајући сумњиво као да једна звезда хвата материју из друге.
Грахам се нада да ће фотографирати још масивније Хербиг Ае / Бе звијезде и видјети хоће ли се стандардни модел формирања звијезда проширити на још веће звијезде. Детаљне слике звезда Хербиг Ае / Бе дугују толико новом систему ласерских водича, колико и инфрацрвеном полариметру за снимање слика, који је направио Перрин и додатој Беркелеи-овој близини инфрацрвене камере (ИРЦАЛ) која је већ монтирана на телескоп.
"Без полариметра, светлост звезда у великој мери замрачује структуре око њих", рекао је Перрин. „Полариметар одваја неполаризовану звездну светлост од поларизованог распршеног светла од циркуларне прашине, што повећава детектибилност те прашине. Сада када смо развили ову технику у Лицку, биће могуће проширити је на 10-метарске Кецк телескопе како систем звезда ласерских водича тамо постане оперативан. "
Полариметар дели светлост са слике на две поларизације користећи нову врсту двосполног кристала направљеног од литијума, итријума и флуора (ЛиИФ4), што је побољшање у односу на кристале калцита који су коришћени до данас.
Многе друге групе развијају ласере који ће се користити као звезде водича, али Макова група је испред својих конкурената од када је први показао концепт почетком деведесетих у Ливермореу. Од тада, она и колеге усавршавају ласер и софтвер који омогућава да се огледало - у случају Ликовог 120-инчног телескопа, 3-инчно секундарно огледало унутар главног телескопа - сагне равно управо тачно да би уклонило треперење са Звездице.
Ласер од 11 до 12 вата је натријум-ласер за боје подешен на фреквенцију која ће побуђивати хладне атоме натријума у атмосфери. Ласер за бојање напуњен је зеленим неодимијевим ИАГ ласером, већим братом расположивим зеленим милливатним ласерским показивачима.
"Разлог због којег сада можемо да радимо науку са ласерским системом звезда водиља је тај што је његова поузданост и употребљивост толико побољшана", рекао је Грахам. "Ласер отвара адаптивну оптику у много већој заједници."
"Мислим да ће то бити инструмент коња за рад код Лицка", додао је Мак. „Сам ласер и хардвер адаптивног оптичког система су прилично стабилни и прилично робусни. Оно што ће се сада догодити је да ће људи радити астрономију са њом, развијаће нове технике посматрања са њом, испробавати их на новим врстама објеката. На типичан начин ће доћи добар астроном и радити ствари са својим инструментом какве никада нисте замислили. "
Мак и њене колеге тестирале су идентичан систем звезда ласерских водича на Кецк телескопима на Хавајима, али он још није спреман за рутинску употребу, рекла је.
"Кецк користи исту технологију као и Лицк", рекао је Мак. „Очекујем да ћу видети ову општу технологију која се користи на већини телескопа, али са различитим врстама ласера. Људи измишљају нове типове ласера десно и лево, тако да мислим да игра остаје да се слегне. "
Остали аутори научног рада, осим Грахама, Перрина, Макса и Пеннингтона, повезани су са Центром за адаптивну оптику Националне научне фондације (Центре фор Адаптиве Оптицс), центрираним у УЦ Санта Цруз: помоћним истраживачким астрономом Паул Калас из УЦ Беркелеи, Јамес П. Ллоид из Калифорнијски технолошки институт, Доналд Т. Гавел из лабораторија за адаптивну оптику УЦ Санта Цруз и Елинор Л. Гатес из УЦ опсерваторија / Лицк Обсерватори.
Посматрање и развој звезде ласерског водича финансирали су Национална фондација за науку и америчко Министарство енергетике.
Изворни извор: УЦ Беркелеи Невс Релеасе
