Vaizdo kreditas: „Keck“
Neseniai 10 metrų „Keck II“ observatorija žengė svarbų žingsnį į priekį, kai pradėjo stebėti savo naują adaptyviąją optikos sistemą. Sistema naudoja lazerį, kad sukurtų netikrą žvaigždę maždaug 90 kilometrų aukštyje danguje - tada kompiuteris gali tai panaudoti apskaičiuodamas, kaip pašalinti atmosferos trikdžių poveikį. Adaptyvioji optika buvo naudojama mažesniuose teleskopuose, tačiau tai yra pirmas kartas, kai ji naudojama tokio dydžio teleskopuose kaip galingas Keck II; observatorijai pritaikyti prireikė devynerių metų.
Neseniai W.M. įvyko svarbiausias astronomijos istorijos etapas. „Keck“ observatorija, kai mokslininkai pirmą kartą panaudojo lazerį, kad būtų sukurta dirbtinė kreipiamoji žvaigždė ant „Keck II“ 10 metrų teleskopo, kad pakoreguotų žvaigždės suliejimą pritaikomąja optika (AO). Lazerio kreipiančiosios žvaigždės buvo naudojamos mažesniuose teleskopuose, tačiau tai yra pirmasis sėkmingas jų panaudojimas dabartinės didžiausios pasaulyje teleskopų kartos srityje. Gautas vaizdas (1 pav.), Užfiksuotas NIRC2 infraraudonųjų spindulių kamera, buvo pirmasis lazerio kreipiamosios žvaigždės adaptyviosios optikos (LGS AO) sistemos demonstravimas dideliu teleskopu. Kai ji bus baigta, LGS AO sistema pažymės naują astronomijos erą, kurioje astronomai aiškių adaptyvių optikų dėka danguje galės pamatyti praktiškai bet kurį objektą.
„Tai yra vienas maloniausių momentų per visus mano Kecko metus“, - priminė gydytojas Fredericas Chaffee, W.M. „Keck Observatory“ vakare buvo atlikti stebėjimai. „Kaip ir bet kuris teigiamas pirmasis lengvas rezultatas, dar reikia daug nuveikti, kad sistema būtų laikoma veikiančia. Kaip ir bet kuris teigiamas pirmasis lengvas rezultatas, jis parodo, kad tai galima padaryti, ir suteikia mums daug optimizmo, kad mūsų tikslai nėra neįmanomi svajonės, o yra pasiekiamos realybės. “
Adaptyvioji optika yra technika, sukėlusi revoliuciją antžeminėje astronomijoje, nes ji gali pašalinti žvaigždės šviesos susiliejimą, kurį sukelia žemės atmosfera. Reikalavimas palyginti ryškios „žvaigždės žvaigždės“ tame pačiame regėjimo lauke kaip ir mokslinis tyrimo objektas paprastai apribojo AO naudojimą maždaug vienam procentui danguje esančių objektų.
Norėdami įveikti šį apribojimą, 1994 m. Kecko observatorija pradėjo bendradarbiauti su Lawrence Livermore National Labs (LLNL), kad sukurtų dirbtinę žvaigždžių orientyrą. Naudodami lazerį sukurkite „virtualią žvaigždę“, Astronomai gali ištirti bet kurį objektą, esantį daug šviesesnių (iki 19 dydžio) objektų, su adaptyvia optika ir sumažinti jo priklausomybę nuo ryškių, natūraliai atsirandančių kreipiamųjų žvaigždžių. Tai padarius padidės „Keck“ adaptyviosios optikos sistemos dangaus danga nuo maždaug vieno procento visų danguje esančių objektų iki daugiau nei 80 procentų.
„Ši nauja galimybė panaudoti lazerio kreipiančiąją žvaigždę dideliu teleskopu pakvietė astronomus pradėti išsamiau tyrinėti naktinį dangų“, - sakė W.M. optikos inžinierius Adamas Contosas. Kecko observatorija. „Ateityje tikėčiau, kad dauguma pagrindinių observatorijų diegs panašias sistemas, kad pasinaudotų šiuo neįtikėtinu savo AO galimybių patobulinimu“.
2001 m. Sausio mėn., Po daugiau nei septynerių metų plėtros, „Keck“ ir LLNL komandos šventė „Keck“ lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistemos pabaigą. Dirbtinė žvaigždė atsiranda, kai šviesa, gauta iš 15 vatų dažiklio lazerio, sukelia natūralų natrio atomų sluoksnio švytėjimą maždaug 90 km (56 mylių) virš žemės paviršiaus. Lazerio sistemą būtų galima integruoti į „Keck II“ adaptyviąją optikos sistemą, prireiks dar dvejų metų sudėtingų tyrimų ir projektavimo.
Ankstyvomis rugsėjo 20 d. Ryto valandomis visi posistemiai pagaliau susirinko, kad atskleistų unikalią „Keck LGS AO“ sistemos galimybę ir jos galimybes išspręsti ypač silpnus objektus. Sistema užfiksuota 15 dydžio žvaigždute, gerai žinomo „T Tauri“ dvejetainio nario, vadinamo HK Tau, nariu ir atskleidusi papildomos žvaigždės žiedo disko duomenis. Tai buvo pirmas kartas, kai adaptyvi optikos sistema labai dideliame teleskope kada nors panaudojo dirbtinę kreipiamąją žvaigždę silpnam objektui išspręsti.
Pagrindinis iššūkis, su kuriuo susidūrė „LGS AO“ komanda, buvo tai, kaip sėkmingai bus dedamos pastangos integruoti ir pasiekti gerus kiekvienos reikalingos posistemės našumo matavimus. Nerimaujama dėl lazerio galios ir jo taškinės kokybės, lazerio eismo valdymo sistemos veikimo, naujų jutiklių galimybės užsifiksuoti ant silpnesnių kreipiančiųjų žvaigždžių ir galimybės optimizuoti vaizdo kokybę tiksliai suprantant aberacijas, kurios galėtų kurie nebuvo išmatuoti naudojant lazerio kreipiančiąją žvaigždę, buvo įtraukti į vakaro stebėjimą.
„Pirma šviesa buvo puiki komandos pastanga“, - sakė dr. Peteris Wizinowichas, W.M. adaptyviosios optikos komandos vadovas. „Buvo labai malonu, kai kiekvienas iš daugelio posistemių taip gerai atliko savo pirmąjį bandymą. Cituojant Virgilį, „Audentes Fortuna Juvat“, likimas yra drąsus. “
LGS AO pirmųjų šviesių vaizdų kokybė buvo nepaprastai aukšta. Užfiksuota 14-os didumo žvaigždutėje, „Keck LGS AO“ sistema užfiksavo 36 procentų „Strehl koeficientus“ (esant 2,1 mikrono bangos ilgiui, 30 sekundžių ekspozicijos laikas, 3 paveikslas), palyginti su keturiais procentais nepataisytų vaizdų. „Strehl“ santykiai matuoja laipsnį, kuriuo optinė sistema artėja prie teleskopo „ribotos difrakcijos“ tobulumo arba teorinės ribos.
Kita našumo metrika, „visas plotis, esant pusei maksimalios vertės“ (FWHM), šiai 14-os ryškumo žvaigždei buvo 50 milicio sekundžių, palyginti su 183 milijardais sekundžių, jei nepataisytas vaizdas. FWHM matavimai padeda astronomams nustatyti tikrąsias objekto briaunas, kur aptikimas gali būti netikslus arba sunkiai nustatomas. 50 milijardų sekundžių matavimas yra maždaug lygus sugebėjimui atskirti automobilio priekinių žibintų porą Niujorke, stovint Los Andžele.
Visą vakarą lazerio kreipiančioji žvaigždė stovėjo stabiliai ir ryškiai, spindėdama maždaug 9,5 dydžio, maždaug 25 kartus prasčiau nei tai gali pamatyti žmogaus akis, tačiau idealiai tinka „Keck“ adaptuojamai optikos sistemai, kad galėtų išmatuoti ir ištaisyti atmosferos iškraipymus.
Kad Keck LGS AO sistema galėtų būti laikoma visiškai veikiančia, vyksta papildomi darbai. „Keck LGS AO“ sistema bus prieinama ribotos rizikos mokslui kitais metais, o „Keck“ vartotojų bendruomenė ją visiškai įdiegs 2005 m.
„Net ir atlikę pirmąjį bandymą, astronomai jau nori naudoti lazerio kreipiamųjų žvaigždžių sistemą, kad galėtų tirti tolimas galaktikas, turinčias precedento neturinčią skiriamąją gebą ir galią“, - sakė daktaras Davidas Le Mignantas, adaptacinio optikos prietaiso mokslininkas W.M. Kecko observatorija, Kalifornijos astronomijos tyrimų asociacija. „Iki kitų metų adaptyvioji optika bus naudojama ankstyvųjų galaktikų turtingos formavimosi istorijai ištirti.“
Šio proveržio svarbą pasaulinei astronomijai apibendrino Dvynių observatorijos, valdančios dvylika aštuonių metrų teleskopus, vieną „Mauna Kea“, o kitą „Cerro Pachon“ Čilėje, direktorius Datas Mattas: „Tai yra kritinis etapas. ne tik mūsų dabartinės aštuonių – dešimties metrų teleskopų kartai, bet ir svajonėms apie 30 metrų teleskopus. “
Komandos nariai, atsakingi už „Keck LGS AO“ sistemą, yra Antoninas Bouchezas, Jasonas Chinas, Adamas Contosas, Scottas Hartmanas, Erikas Johanssonas, Robertas Lafonas, Davidas Le Mignantas, Chrisas Neymanas, Paulius Stomskis, Doug Summersas, Marcosas van Damas ir Peteris Wizinowichas. iš WM Komanda ypatingai dėkojo savo bendradarbiams LLNL: Dee Pennington, Curtis Brown ir Pam Danforth.
Lazerio kreipiamosios žvaigždės adaptyviosios optikos sistemą finansavo W.M. Kecko fondas.
W.M. „Keck“ observatoriją valdo Kalifornijos astronomijos tyrimų asociacija, Kalifornijos technologijos instituto mokslinė partnerystė.
Originalus šaltinis: „Keck“ žinių laida
