Vaizdo kreditas: ESO
Europos pietų observatorijos inžinierių komanda neseniai išbandė naują adaptyviosios optikos įrenginį labai dideliu teleskopu (VLT) Paranal observatorijoje Čilėje. Ši technologija pritaiko teleskopo padarytus vaizdus, kad pašalintų iškraipymus, kuriuos sukelia Žemės atmosfera? tarsi jie būtų matomi iš kosmoso. Kitas žingsnis bus sujungti panašias sistemas su visais objekte esančiais teleskopais ir tada jas sukabinti dideliame rinkinyje. Tai turėtų leisti observatorijai išspręsti objektus 100 kartų silpniau nei šiandien.
2003 m. Balandžio 18 d. ESO inžinierių komanda šventė sėkmingą „Pirmosios šviesos“ įrengimą MACAO-VLTI adaptyviosios optikos įrenginyje labai dideliu teleskopu (VLT) Paranal observatorijoje (Čilė). Tai yra antroji adaptyviosios optikos (AO) sistema, pradėta eksploatuoti šioje observatorijoje po NACO įrenginio (ESO PR 25/01).
Įmanomą antžeminio teleskopo vaizdo ryškumą paprastai riboja atmosferos turbulencija. Tačiau naudojant adaptyviosios optikos (AO) metodus, šį pagrindinį trūkumą galima panaikinti taip, kad teleskopas sukuria kuo ryškesnius teoriškai vaizdus, t. Y., Tarsi jie būtų paimti iš kosmoso.
Santrumpa „MACAO“ reiškia „daugialypės pritaikymo kreivės adaptyvioji optika“, kuri nurodo konkretų optinių pataisų darymo būdą, kuris „pašalina“ neryškų atmosferos turbulencijos poveikį.
ESO buvo sukurtas MACAO-VLTI įrenginys. Tai labai sudėtinga sistema, iš kurios po teleskopus („Coud?“ Kambariuose) bus sumontuoti keturi, po vieną kiekvienam 8,2 m ilgio VLT teleskopui. Šios sistemos ištaiso didžiųjų teleskopų šviesos pluoštų iškraipymus (kuriuos sukelia atmosferos turbulencija), prieš nukreipiant juos į bendrą fokusavimą VLT interferometru (VLTI).
Keturių MACAO-VLTI įrenginių, iš kurių pirmasis jau įrengtas, įdiegimas bus ne kas kita, kaip VLT interferometrijos revoliucija. Dėl VLTI jautrumo padidėjimo 100 kartų padidės efektyvumas.
Paprasčiau tariant, naudojant MACAO-VLTI bus galima stebėti dangaus objektus 100 kartų silpniau nei dabar. Netrukus astronomai galės gauti trikdžių pakraščius, susijusius su daugybe iki šiol neprieinamų objektų VLTI (ESO PR 23/01) šia galinga stebėjimo technika, pvz. išorinės galaktikos. Atsirandantys aukštos skiriamosios gebos vaizdai ir spektrai atvers visiškai naujas perspektyvas extragalactic tyrimuose ir daugelio silpnų objektų tyrimuose mūsų pačių galaktikoje, Pieno kelyje.
Šiuo laikotarpiu pirmoji iš keturių MACAO-VLTI gamyklų buvo įdiegta, integruota ir išbandyta stebėjimo serijomis. Šiems bandymams buvo specialiai sukurta infraraudonųjų spindulių kamera, kuri leido išsamiai įvertinti jo veikimą. Jame taip pat buvo pateikti keli įspūdingi įvairių dangaus objektų vaizdai, kai kurie iš jų yra parodyti čia.
MACAO - daugialypės kreivės pritaikomosios optikos priemonė
Adaptyviosios optikos (AO) sistemos veikia kompiuteriu valdomu deformuotu veidrodžiu (DM), kuris neutralizuoja vaizdo iškraipymą, kurį sukelia atmosferos turbulencija. Jis pagrįstas realiojo laiko optinėmis korekcijomis, apskaičiuotomis iš vaizdo duomenų, gautų „bangos fronto jutikliu“ (specialia kamera) labai dideliu greičiu, šimtus kartų per sekundę.
ESO daugialypės kreivės adaptyviosios optikos (MACAO) sistemoje naudojamas 60 elementų bimorfinis deformuojamas veidrodis (DM) ir 60 elementų kreivumo bangos fronto jutiklis, kurio „širdies plakimas“ yra 350 Hz (kartai per sekundę). Turėdamas šią didelę erdvinę ir laiko korekcinę galią, MACAO gali beveik atkurti teoriškai įmanomą („ribotos difrakcijos“) 8,2 m ilgio VLT teleskopo vaizdo kokybę artimojo infraraudonojo spektro srityje, esant maždaug bangos ilgiui. 2? M. Gauta vaizdo skiriamoji geba (ryškumas), lygi 60 milijardų arų, yra pagerėjimas daugiau kaip 10 kartų, palyginti su standartiniais matytais ribotais stebėjimais. Be AO technikos naudos, tokį vaizdo ryškumą būtų galima pasiekti tik tuo atveju, jei teleskopas būtų pastatytas virš Žemės atmosferos.
Techninė dabartinės formos MACAO-VLTI plėtra buvo pradėta 1999 m. Ir peržiūrėjus projektą kas 6 mėnesius, projektas greitai pasiekė greitį. Efektyvus dizainas yra labai vaisingo ESO AO departamento ir Europos pramonės bendradarbiavimo rezultatas, kuris kruopščiai padėjo gaminti daugybę aukštųjų technologijų komponentų, įskaitant bimorfinį DM su 60 pavarų, greito reagavimo „tip-tilt“ laikiklį ir daugelis kitų. ESO-Garching darbuotojai pasirinko šios sudėtingos realaus laiko sistemos surinkimą, bandymus ir jos veikimo derinimą.
Instaliacija „Paranal“
Pirmosios 60+ kubinių metrų siuntos dėžutės su MACAO komponentais atkeliavo į „Paranal“ observatoriją 2003 m. Kovo 12 d. Netrukus po to ESO inžinieriai ir technikai pradėjo kruopštų šio sudėtingo prietaiso surinkimą, žemiau VLT 8,2 m ilgio KUEYEN teleskopo ( buvęs UT2).
Jie laikėsi kruopščiai suplanuotos schemos, apimančios elektronikos, vandens aušinimo sistemų, mechaninių ir optinių komponentų montavimą. Pabaigoje jie atliko reikalaujamą optinį derinimą, pristatydami visiškai surinktą instrumentą savaitę prieš planuojamus pirmuosius bandymo stebėjimus. Ši papildoma savaitė buvo labai laukiama ir naudinga proga atlikti daugybę bandymų ir kalibravimo, ruošiantis tikriems stebėjimams.
AO interferometrijos tarnybai
VLT interferometras (VLTI) sujungia dviejų ar daugiau 8,2 VLT vienetų teleskopų (vėliau taip pat iš keturių kilnojamų 1,8 m ilgio pagalbinių teleskopų) užfiksuotą žvaigždę ir leidžia žymiai padidinti vaizdo skiriamąją gebą. Šviesos pluoštai iš teleskopų sujungiami „nuosekliai“ (nuosekliai). Prieš pradedant nuo pirminių veidrodžių, jie praeina daugybę atspindžių skirtingu savo keliu per kelis šimtus metrų, kol pasiekia interferometrijos laboratoriją, kur jie sujungiami į dalį bangos ilgio, t. Y. Per nanometrus!
Interferometrijos metodo nauda yra didžiulė - sujungus dviejų teleskopų, esančių 100 metrų atstumu, šviesos pluoštus, galima stebėti detales, kurias kitaip būtų galima išspręsti tik vienu teleskopu, kurio skersmuo yra 100 metrų. Norint aiškinti interferometrinius matavimus ir išskaičiuoti svarbius stebimų objektų fizinius parametrus, tokius kaip žvaigždžių skersmenys ir kt., Reikia sudėtingesnio duomenų mažinimo, plg. ESO PR 22/02.
VLTI matuoja kombinuotojo pluošto nuoseklumo laipsnį, išreikštą stebimo interferometrinio pakraščio kontrastu. Kuo didesnis atskirų pluoštų darnos laipsnis, tuo stipresnis yra išmatuotas signalas. Pašalindami atmosferos turbulencijos sukeliamus bangos fronto aberacijas, MACAO-VLTI sistemos nepaprastai padidina atskirų teleskopų pluoštų sujungimo efektyvumą.
Interferometrinio matavimo metu žvaigždutė turi būti suleista į optinius pluoštus, kurie yra labai maži, kad galėtų atlikti savo funkciją; tik 6 mm (0,006 mm) skersmens. Be „MACAO“ „perorientavimo“ veiksmo, į pluoštus gali būti įšvirkšta tik maža dalis teleskopų užfiksuotų žvaigždžių, o VLTI neveiks tokiu efektyvumo piku, kuriam ji buvo sukurta.
Dabar MACAO-VLTI leis padidinti koeficientą 100 įpurkštame šviesos sraute - tai bus išsamiai patikrinta, kai du VLT vienetiniai teleskopai, abu įrengti MACAO-VLTI, veikia kartu. Tačiau labai geri rezultatai, pasiekti iš tikrųjų su pirmąja sistema, leidžia inžinieriams įsitikinti, kad šio užsakymo nauda bus pasiekta. Šis galutinis bandymas bus atliktas, kai tik šiais metais bus įdiegta antroji MACAO-VLTI sistema.
„MACAO-VLTI First Light“
Po vieno mėnesio montavimo darbų ir atlikus bandymus dirbtiniu šviesos šaltiniu, įmontuotu KUEYEN Nasmyth židinyje, MACAO-VLTI balandžio 18 d. Turėjo „Pirmąją šviesą“, kai iš kelių astronominių objektų gavo „tikrąją“ šviesą.
Ankstesnių atlikimo bandymų metu, siekiant išmatuoti vaizdo pagerėjimą (ryškumą, šviesos energijos koncentraciją) beveik infraraudonųjų spindulių spektro juostose esant 1,2, 1,6 ir 2,2 μm, MACAO-VLTI buvo patikrintas naudojant specialiai tam sukurtą infraraudonųjų spindulių bandymo kamerą. ESO tikslas. Šis tarpinis bandymas buvo reikalingas, kad būtų užtikrintas tinkamas MACAO veikimas prieš tai, kai jis naudojamas paleisti pataisytą šviesos pluoštą į VLTI.
Tik keletą naktų išbandęs ir optimizavęs įvairias funkcijas ir veikimo parametrus, MACAO-VLTI buvo paruoštas naudoti astronominiams stebėjimams. Žemiau pateikti vaizdai buvo padaryti vidutiniškai matomomis sąlygomis ir parodo vaizdo kokybės pagerėjimą naudojant MACAO-VLTI.
„MACAO-VLTI“ - pirmieji vaizdai
Čia yra keletas pirmųjų vaizdų, gautų naudojant bandymo kamerą pirmojoje MACAO-VLTI sistemoje, dabar įdiegtoje į 8,2 m ilgio VLT KUEYEN teleskopą.
„PR Photos 12b-c / 03“ rodo pirmąjį žvaigždės (regimojo didumo 10) žvaigždės infraraudonųjų spindulių K juostoje (bangos ilgis 2,2 μm), gautą be atvaizdo pataisų ir naudojant adaptyviąją optiką.
„PR Photo 12d / 03“ rodo vieną iš geriausių vaizdų, gautų naudojant MACAO-VLTI ankstyvųjų bandymų metu. Tai rodo „Strehl“ santykį (šviesos koncentracijos matą), kuris atitinka specifikacijas, pagal kurias buvo pastatytas MACAO-VLTI. Šis milžiniškas patobulinimas naudojant AO techniką yra aiškiai parodytas „PR Photo 12e / 03“, o neištaisytas vaizdo profilis (kairėje) vargu ar matomas, palyginti su pataisytu profiliu (dešinėje).
„PR Photo 11f / 03“ parodo MACAO-VLTI taisymo galimybes, kai naudojama silpna kreipiančioji žvaigždė. Bandymai, naudojant skirtingus spektrinius tipus, parodė, kad ribinis regėjimo dydis svyruoja tarp 16 ankstyvojo tipo B žvaigždžių ir maždaug 18 vėlyvojo tipo M žvaigždžių.
Astronominiai objektai, matomi ties difrakcijos riba
Buvo gauti šie gerai žinomų astronominių objektų MACAO-VLTI stebėjimų pavyzdžiai, siekiant preliminariai įvertinti dabar MACAO-VLTI atsiveriančias tyrimų galimybes. Juos galima palyginti su kosmoso vaizdais.
Galaktikos centras
Mūsų pačių galaktikos centras yra Šaulio žvaigždyne maždaug 30 000 šviesmečių atstumu. PR nuotraukoje 12h / 03 pateiktas trumpalaikis infraraudonųjų spindulių vaizdas šiame regione, MACAO-VLTI gautas ankstyvajame bandymo etape.
Naujausi AO stebėjimai naudojant VAC NACO įrenginį pateikia įtikinamų įrodymų, kad pačiame centre yra supermasyvi juodoji skylė su 2,6 milijono saulės masių, plg. ESO PR 17/02. Šis rezultatas, pagrįstas astrometriniais žvaigždės, apjuosiančios juodąją skylę ir stebinčios ją tik per 17 šviesos valandų atstumu, stebėjimais, nebūtų buvę įmanoma be ribotos difrakcijos vaizdų.
Eta Carinae
Eta Carinae yra viena sunkiausių žinomų žvaigždžių, kurios masė greičiausiai viršija 100 saulės masių. Ji yra maždaug 4 milijonus kartų šviesesnė už Saulę, todėl yra viena žinomiausių šviečiančių žvaigždžių.
Tokios didžiulės žvaigždės gyvavimo laikas yra palyginti trumpas - tik maždaug 1 milijonas metų ir, matuojant kosminiu laikotarpiu, „Eta Carinae“ turėjo susiformuoti gana neseniai. Ši žvaigždė yra labai nestabili ir linkusi į smurtinius protrūkius. Juos sukelia labai didelis radiacijos slėgis viršutiniuose žvaigždės sluoksniuose, dėl kurių žiaurios medžiagos dalys „paviršiuje“ išpūstos į kosmosą smurtinių išsiveržimų, kurie gali trukti kelerius metus, metu. Paskutinis iš šių protrūkių įvyko 1835–1855 m. Ir pasiekė kulminaciją 1843 m. Nepaisant palyginti didelio atstumo - maždaug nuo 7500 iki 10 000 šviesmečių - Eta Carinae trumpai tapo antrąja ryškiausia dangaus žvaigžde tuo metu (akivaizdžiu mastu -1 ), tik pranoko Sirijų.
Šaltas Liūtas
„Frosty Leo“ yra 11 didumo (po AGB) žvaigždė, apsupta dujų, dulkių ir didelių ledo kiekių (taigi pavadinimas). Susijęs ūkas yra „drugelio“ formos (bipolinė morfologija) ir yra vienas geriausiai žinomų trumpo pereinamojo etapo tarp dviejų vėlyvųjų evoliucijos etapų pavyzdžių, besimptomės milžinės šakos (AGB) ir paskesnių planetinių ūkų (PNe), pavyzdžių.
Manoma, kad tokiam objektui, kaip trys saulės energija, kaip šis, šis etapas truks tik keletą tūkstančių metų - akies mirksnis žvaigždės gyvenime. Taigi tokie objektai kaip šis yra labai reti, o „Frosty Leo“ yra vienas artimiausių ir ryškiausių tarp jų.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
