Кредитна слика: ЕСО
Тим инжењера из Европске јужне опсерваторије недавно је тестирао ново постројење за оптичку оптику на веома великом телескопу (ВЛТ) у Опсерваторију Паранал у Чилеу. Ова технологија прилагођава слике снимљене телескопом да би уклонила изобличење узроковано Земљином атмосфером? као да их виде из свемира. Следећи корак биће повезивање сличних система на све телескопе у објекту и затим спајање у великом низу. Ово би требало да опсерваторија реши објекте 100 пута слабије него данас.
18. априла 2003. године, тим инжењера из ЕСО прославио је успешно постизање „Првог светла“ за МАПАО-ВЛТИ адаптивну оптику на веома великом телескопу (ВЛТ) на Опсерваторију Паранал (Чиле). Ово је други систем прилагодљиве оптике (АО) који је пуштен у рад у овој опсерваторији, након НАЦО објекта (ЕСО ПР 25/01).
Постигнута оштрина слике земаљског телескопа обично је ограничена ефектом атмосферске турбуленције. Међутим, помоћу техника Адаптиве Оптицс (АО), овај велики недостатак може се превазићи тако да телескоп произведе слике које су теоретски могуће колико и теоретски, тј. Као да су узете из свемира.
Акроним “МАЦАО” означава “Адаптивна оптика са вишеструком закривљеношћу” која се односи на посебан начин на који се раде оптичке корекције које “елиминишу” ефекат замућења атмосферске турбуленције.
Постројење МАЦАО-ВЛТИ развијено је на ЕСО-у. То је изузетно сложен систем од којих ће се четири, сваки за сваки телескоп 8,2 м ВЛТ, инсталирати испод телескопа (у собама Цоуд?). Ови системи исправљају изобличења светлосних снопа са великих телескопа (индукованих атмосферском турбуленцијом) пре него што су усмерени према заједничком фокусу на ВЛТ интерферометру (ВЛТИ).
Уградња четири МАЦАО-ВЛТИ јединице од којих је прва сада постављена, представљаће ништа мање од револуције у ВЛТ интерферометрији. Резултат ће бити огроман добитак због повезаног 100-пута повећања осетљивости ВЛТИ-ја.
Једноставно речено, са МАЦАО-ВЛТИ постат ће могуће посматрати небеске објекте 100 пута слабије него сада. Убрзо ће астрономи моћи да добију обрубе интерференције са ВЛТИ (ЕСО ПР 23/01) великог броја објеката до сада ван домашаја помоћу ове моћне технике посматрања, нпр. спољне галаксије. Слиједеће слике и спектри високе резолуције отворит ће потпуно нове перспективе у екстрагалактичким истраживањима, као и у истраживањима многих слабих објеката у нашој властитој галаксији, Млијечном путу.
Током овог периода инсталиран је, интегрисан и тестиран помоћу низа опажања први од четири олакшице МАЦАО-ВЛТИ. За ове тестове посебно је развијена инфрацрвена камера која је омогућила детаљну процену перформанси. Такође је пружио неке прве, спектакуларне приказе разних небеских објеката, од којих су неки приказани овде.
МАЦАО - уређај за прилагодљиву оптичку закривљеност са више апликација
Системи адаптивне оптике (АО) раде помоћу компјутерски контролисаног деформабилног огледала (ДМ) који спречава дисторзију слике индуковану атмосферском турбуленцијом. Заснива се на оптичким корекцијама у реалном времену израчунатој на основу података слика добијених помоћу „таласног фронта“ (специјалне камере) при великој брзини, више стотина пута у секунди.
Систем адаптивне оптике закривљености са вишеструким коришћењем ЕСО (МАЦАО) користи огледало са деформабилним биморфом (ДМ) са 60 елемената и сензор закривљености са 60 елемената са „пулсом срца“ од 350 Хз (пута у секунди). Са овом високом просторном и временском корективном снагом, МАЦАО је у стању да скоро врати теоретски могући („ограничен дифракцијом“) квалитет слике 8,2-метарског телескопа ВЛТ јединице у блиском инфрацрвеном подручју спектра, на таласној дужини од око 2 м. Резултујућа резолуција слике (оштрина) величине од 60 мили-арцсец-а је побољшање за више од фактора 10 у поређењу са стандардним посматрањима са ограниченим виђењем. Без користи АО технике, таква оштрина слике могла би се добити само ако је телескоп постављен изнад Земљине атмосфере.
Технички развој МАЦАО-ВЛТИ у свом садашњем облику започео је 1999. године и прегледом пројеката у интервалима од 6 месеци пројекат је брзо достигао крстарећу брзину. Ефикасан дизајн је резултат плодоносне сарадње између АО одељења ЕСО-а и европске индустрије која је допринела марљивом израдом бројних високотехнолошких компоненти, укључујући биморпх ДМ са 60 актуатора, брзи реактивни нагиб и нагиб многи други. Састављање, испитивања и подешавање перформанси овог сложеног система у реалном времену преузело је особље ЕСО-Гарцхинга.
Инсталација у Параналу
Први сандуци са 60+ кубичних метара пошиљке са компонентама МАЦАО стигли су у опсерваторију Паранал 12. марта 2003. Убрзо након тога, ЕСО инжењери и техничари започели су мукотрпно састављање овог сложеног инструмента, испод ВЛТ телескопа 8,2 м КУЕИЕН ( раније УТ2).
Слиједили су пажљиво планирану шему, која укључује инсталацију електронике, система за водено хлађење, механичких и оптичких компоненти. На крају су извели захтевно оптичко прилагођавање, испоручујући потпуно састављени инструмент недељу дана пре планираних првих испитивања. Ова додатна седмица пружила је врло добродошлу и корисну прилику за обављање мноштва тестова и калибрација у припреми стварних запажања.
АО услузи Интерферометрије
ВЛТ интерферометар (ВЛТИ) комбинује звездану светлост снимљену са два или више телескопа 8,2-ВЛТ јединице (касније такође са четири помична 1,8-м помоћна телескопа) и омогућава знатно повећање резолуције слике. Снопови светлости из телескопа су спојени „у фази“ (кохеренцијски). Полазећи од примарних огледала, они пролазе бројне рефлексије дуж својих различитих путања на укупним растојањима од неколико стотина метара, пре него што дођу до интерферометријске лабораторије где се комбинују у делићу таласне дужине, тј. Унутар нанометара!
Добитак интерферометријском техником је огроман - комбиновање светлосних зрака од два телескопа одвојена 100 метара омогућава посматрање детаља које би иначе могао да реши само један телескоп пречника 100 метара. Софистицирано смањење података је неопходно за тумачење интерферометријских мерења и за одређивање важних физичких параметара посматраних објеката као што су пречници звезда, итд., Прим. ЕСО ПР 22/02.
ВЛТИ мери степен кохеренције комбинованих снопова изражен контрастом посматраног интерферометријског обруба. Што је већи степен кохеренције између појединих снопа, то је јачи измерен сигнал. Уклањањем аберација таласних фронта уведених атмосферском турбуленцијом, МАЦАО-ВЛТИ системи огромно повећавају ефикасност комбиновања појединих зрачења телескопа.
У процесу интерферометријског мерења, светлосна светлост се мора убризгати у оптичка влакна која су изузетно мала да би испунила своју функцију; пречника само 6 мм (0,006 мм). Без „поновног фокусирања“ акције МАЦАО, само мали део звездане светлости снимљене телескопима може се убризгати у влакна и ВЛТИ не би радио на врхунцу ефикасности за који је дизајниран.
МАЦАО-ВЛТИ ће сада омогућити добијање фактора 100 у убризгаваном светлосном току - то ће се детаљно тестирати када два телескопа ВЛТ јединице, оба опремљена МАЦАО-ВЛТИ, раде заједно. Међутим, веома добре перформансе које су заправо постигнуте првим системом чине инжењере веома сигурним да ће заиста бити постигнут добитак овим редоследом. Овај крајњи тест ће се обавити чим други МАЦАО-ВЛТИ систем буде инсталиран касније ове године.
МАЦАО-ВЛТИ прво светло
После месец дана инсталационих радова и следећих тестова помоћу вештачког извора светлости инсталираног у жариште Насмитх КУЕИЕН-а, МАЦАО-ВЛТИ је 18. априла добио „Прво светло“ када је добио „праву“ светлост из неколико астрономских објеката.
Током претходних тестова перформанси за мерење побољшања слике (оштрина, концентрација светлосне енергије) у блиским инфрацрвеним спектралним опсезима на 1,2, 1,6 и 2,2 µм, МАЦАО-ВЛТИ је проверен помоћу прилагођене инфрацрвене тестне камере, развијене за то сврха ЕСО-а. Овај интермедијарни тест је био потребан да би се осигурало правилно функционисање МАЦАО пре него што се користи за убацивање исправљеног снопа светлости у ВЛТИ.
Након само неколико ноћи тестирања и оптимизације различитих функција и радних параметара, МАЦАО-ВЛТИ је био спреман да се користи за астрономска посматрања. Слике испод су снимљене у просечним условима гледања и илуструју побољшање квалитета слике приликом коришћења МАЦАО-ВЛТИ.
МАЦАО-ВЛТИ - Прве слике
Ево неких првих слика добијених тестном камером на првом систему МАЦАО-ВЛТИ, који је сада инсталиран на 8,2-метарском телескопу ВЛТ КУЕИЕН.
ПР фотографије 12б-ц / 03 приказују прву слику у инфрацрвеном К-опсегу (таласна дужина 2,2 м) звезде (визуелна магнитуда 10) добијене без и са корекцијама слике помоћу адаптивне оптике.
ПР Пхото 12д / 03 приказује једну од најбољих слика добијених помоћу МАЦАО-ВЛТИ током раних тестова. Показује Стрехл омјер (мјера концентрације свјетлости) који испуњава спецификације према којима је изграђен МАЦАО-ВЛТИ. Ово огромно побољшање приликом коришћења АО техника јасно је показано у ПР Пхото 12е / 03, с некоригисаним профилом слике (лево) је тешко видљив у поређењу са исправљеним профилом (десно).
ПР Пхото 11ф / 03 демонстрира могућности корекције МАЦАО-ВЛТИ када се користи слабашна водећа звезда. Тестови на различитим спектралним типовима показали су да гранична визуелна величина варира између 16 за ране Б-звезде и око 18 за М-звезде касног типа.
Астрономски објекти виђени на дифракцијској граници
Следећи примери МАЦАО-ВЛТИ посматрања два добро позната астрономска објекта добијени су како би се привремено оцениле могућности истраживања које се сада отварају са МАЦАО-ВЛТИ. Могу се упоредити са сликама са свемира.
Галактички центар
Средиште наше сопствене галаксије налази се у сазвежђу Стрелца на удаљености од око 30 000 светлосних година. ПР фотографија 12х / 03 приказује инфрацрвени приказ овог региона кратког излагања, добијен од стране МАЦАО-ВЛТИ током ране фазе испитивања.
Недавна запажања АО-а која користе НАЦО постројење на ВЛТ-у пружају убедљив доказ да се супермасивна црна рупа са 2,6 милиона соларних маса налази у самом центру, усп. ЕСО ПР 17/02. Овај резултат, заснован на астрометријским опажањима звезде која се креће око црне рупе и приближава јој се у року од само 17 светлосних сати, не би био могућ без слика ограничене дифракционе резолуције.
Ета Царинае
Ета Царинае једна је од најтежих познатих звезда, са масом која вероватно прелази 100 соларних маса. То је око 4 милиона пута сјајније од Сунца, што га чини једном од најсјајнијих звезда познатих.
Оваква масивна звезда има релативно кратак век трајања од око милион година и - мерено у космичком временском распону - Ета Царинае се сигурно формирала недавно. Ова звезда је веома нестабилна и склона насилним испадима. Они су узроковани врло високим зрачним притиском у горњим слојевима звезде, који пуше значајне делове материје на „површини“ у свемир током насилних ерупција које могу трајати неколико година. Последњи од ових избијања догодио се између 1835. и 1855. године, а врхунац је постигао 1843. Упркос размјерно великој удаљености - око 7.500 до 10.000 светлосних година - Ета Царинае је накратко постала друга најсјајнија звезда на небу у то време (са очигледном магнитуде -1 ), коју је надмашио само Сириус.
Фрости Лео
Фрости Лео је звезда магнитуде 11 (после АГБ) окружена омотачем гаса, прашине и велике количине леда (отуда и назив). Повезана маглина је „лептировог“ облика (биполарна морфологија) и један је од најпознатијих примера кратке прелазне фазе између две касне еволуционе фазе, асимптотске гигантске гране (АГБ) и следећих планетарних маглина (ПНе).
За објекат са три соларне масе као што је овај, верује се да ова фаза траје само неколико хиљада година, трептај очију у животу звезде. Дакле, предмети попут овог су веома ретки, а Фрости Лео је један од најближих и најсјајнијих међу њима.
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
