Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 29.04.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Прибор FIRST - смесь интерферометра с адаптивной оптикой

Прибор FIRST — смесь интерферометра с адаптивной оптикой

| On 17, Дек 2013

Большинство звезд в галактиках окружены газо-пылевыми дисками, которые скрывают их облик в оптическом диапазоне. Эти диски накапливаются вокруг звезды вследствие ее сильной гравитационной составляющей. Но не только пыль создает помехи для изучения далеких звездных систем. Порой звезда настолько яркая, что своим светом сама закрывает своего компаньона от зорких объективов наземных телескопов.

Одним из таких объектов является двойная звездная система Капелла (Capella). Орбиты компаньонов в этой системе находятся на расстоянии друг от друга как Венера от Солнца и до сих пор были неразличимы с Земли. Капелла находится на расстоянии в 43 световых лет от Земли и является самой яркой звездой в созвездии Возничего.

Специально для изучения таких объектов и был разработан новый инструмент Fibered Imager foR Single Telescope (FIRST) высокого разрешения, объединяющий два метода наблюдения за объектами с Земли — с помощью адаптивной оптики и интерферометрии. Адаптивной оптике посвящен целый раздели физики, который изучает способы устранения случайных искажений, возникающих при прохождении света, например, через атмосферу Земли. Для этой цели используется набор управляемых оптических элементов. Таким образом достигается повышение предельного разрешения оптических приборов. Сама схема такой системы довольно проста. Она состоит из датчика, который фиксирует искажения в свете, так называемый, датчик волнового фронта, устройства, которое вносит изменения в полученный сигнал — корректор и управляющей системы, которая связывает эти два устройства. Интерферометр, в свою очередь, позволяет получать достаточно четкую картину на телескопах с меньшей апертурой. Но для этого требуется создать объединенную систему из нескольких таких приборов.

Орбита Капеллы

Выявленная орбита одного из компаньонов в двойной звездной системе Капелла. До этих исследований эта система выглядела как одиночная звезда размером, ограниченным красным пунктирным кругом. С помощью FIRST были проведены 6 различных наблюдений за 14 месяцев, которые показали, что одна звезда вращается по эллиптической орбите вокруг другой. Источник: Gaspard Duchene/UC Berkeley and Franck Marchi/SETI Institute

В начале 2013 года инженеры из Калифорнийского университета в Беркли установили первый опытный образец FIRST на восьми метровый телескоп Субару, расположенный на Гавайях. Что вышло в результате этого исследования — не уточняется. Но астрономы заявляют, что теперь, в самое ближайшее время, они смогут достигнуть очень точных комбинаций контраста и разрешения получаемых изображений, достаточных для раздельного наблюдения компонентов двойных звездных систем и систем с экзопланетами. Особенно астрономов интересует окружение звезд спектрального класса M, к которому относятся красные карлики. В настоящее время прибор FIRST так же установлен на трех метровом телескопе Шейн (Shane), находящийся в Ликской обсерватории в Калифорнии.

Установка FIRST

Установка прибора FIRST на телескоп Шейна в Ликской обсерватории. Источник: Lick Observatory

В качестве интерферометров в этом инструменте используются 18 оптоволоконных кабелей, которые подведены к 18 определенным точкам на зеркале телескопа и способны передавать видимое изображение. Получается своеобразная мини-интерференционная решетка в одном телескопе. Принятый свет по оптоволоконным кабелям поступает в приемное устройство, формирующее интерференционную картину. Но предварительно, свет, попавший на зеркало обрабатывается системой с адаптивной оптикой, которая делает изображение резче, устраняя аберрации атмосферы.  В современных приборах управление формой адаптивных зеркал позволяет компенсировать динамические аберрации в режиме реального времени. Применение адаптивной оптики для прибора FIRST оправдано тем, что свет должен попасть точно в оптоволоконный приемник диаметром 4 микрона. Один из ключевых компонентов в этой адаптивной системе — крошечный подвижный элемент зеркала, который является обычной микроэлектромеханической системой или МЭМС (microelectromechanical systems, MEMS), которая направляет пучок света прямиком в приемник. В итоге, телескопы, оборудованные FIRST способны различать компоненты двойных звездных систем, строение дисков из газа и пыли вокруг звезд, а так же некоторые особенности поверхности красных супергигантов.

В настоящее время прибор способен различать объекты, различающиеся по яркости в 50-100 раз. Для сравнения, экзопланеты размером с Юпитер в среднем в 10000-100000 раз тусклее своих звезд, в то время как планеты земного типа светят в миллион раз слабее своих звезд. Таким образом, для улучшения контрастности изображений и больше проникающей способности, требуется установка дополнительных оптоволоконных приемников. Сейчас это цель номер один для всего проекта.

По информации UC Berkeley.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google