Сверхчёткое изображение планеты Нептун с Земли с применением адаптивной оптики
Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 14.08.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Сверхчёткое изображение планеты Нептун с Земли с применением адаптивной оптики

Сверхчёткое изображение планеты Нептун с Земли с применением адаптивной оптики
shortstoryf

Очень Большой Телескоп VLT сумел увидеть первый свет в особом режиме работы адаптивной оптики, названный «лазерной томографией». При этом обсерватории удалось получить удивительно чёткие изображения планеты Нептун, звёздных скоплений и других космических объектов. Всё дело здесь в новаторском приборе MUSE, который способен сканировать узкую полосу неба в связке с системой адаптивной оптики GALACSI. Этот метод позволяет парировать искажения в получаемом изображении, вносимые атмосферой Земли на различных высотах. Теперь с поверхности нашей планеты можно получать более чёткие изображения в видимом диапазоне, чем те, которые получает космический телескоп «Хаббл». А комбинация точности изображения и спектроскопических возможностей прибора MUSE позволяет астрономам наблюдать свойства астрономических объектов в намного больших деталях, чем это было возможно ранее.

Прибор MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) представляет собой многоканальный спектрограф, установленный на Очень Большом Телескопе Европейской Южной Обсерватории. Он способен работать с системой адаптивной оптики под названием GALACSI. В качестве устройства наведения используется лазерный гид Laser Guide Star Facility (4LGSF), являющийся подсистемой системы адаптивной оптики AOF (Adaptive Optics Facility). AOF, в свою очередь, работает с четвёртым телескопом VLT. MUSE станет первым инструментом, который сможет в полной мере использовать этот комплекс, причём, в двух режимах работы — обзоров широкого и узкого поля.

MUSE и GALACSI в режиме работы широкого поля уже сейчас обеспечивают коррекцию изображения более одной угловой минуты, а размер пикселя в этом случае равен 0.2 на 0.2 угловые секунды. В узконаправленном режиме работы GALACSI охватывает куда меньшую область, равную 7.5 угловым секундам и с намного меньшим размером пикселя — 0.025 на 0.025 угловых секунд, чтобы полностью использовать возможности такого разрешения.

Нептун

Изображение Нептуна от системы адаптивной оптики на VLT (слева) с изображением Нептуна от телескопа «Хаббл» (справа). Источник: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley)

Прибор MUSE в режиме работы широкого поля в соединении с GALACSI способен корректировать турбулентность атмосферы на высоте до одного километра выше телескопа. Однако новый режим работы в узком диапазоне, с применением технологии «лазерной томографии», позволяет корректировать почти все атмосферные турбулентности выше телескопа, чтобы получить намного более чёткие изображения, но меньшей области неба.

Дело в том, что атмосферная турбулентность меняется в зависимости от высоты. Некоторые её слои больше ухудшают изображения луча света от звёзд, чем другие. Сложный метод работы адаптивной оптики в режиме «лазерной томографии» направлен на полное устранение турбулентности на всех слоях атмосферы. Для этого заранее предопределены наиболее критичные уровни: 0 километров — этот уровень всегда самый важный, далее идут высоты 3, 9 и 14 километров. Алгоритм коррекции оптимизирован для этих уровней, что позволяет астрономам достичь качества изображения, соответствующее теоретическому пределу телескопа.

Благодаря этой новой способности 8-метровый телескоп UT4 достигает теоретического предела точности изображения и больше не ограничивается размытием атмосферы. Было очень сложно достигнуть этого в видимом диапазоне, но в качестве награды у исследователей появилась возможность получать изображения, сопоставимые по качеству с телескопом «Хаббл». Это открывает исследователям возможность изучить в беспрецедентных деталях удивительные космические объекты, такие как сверхмассивные чёрные дыры в центрах отдельных галактик, джеты молодых звёзд, шаровые звёздные скопления, сверхновые, планеты и спутники Солнечной системы, и многое другое.

Адаптивная оптика — метод компенсации эффектов размытия изображений в результате влияния земной атмосферы. Вообще, все проблемы, возникающие с качеством принимаемого наземными телескопами сигнала, называются астрономической видимостью: те же процессы, которые заставляют звёзды на небе красиво мерцать, когда на них просто смотришь, создают неприемлемое изображение объектов вселенной, снятых через большой телескоп. Свет от звёзд и галактик становится искажённым, поскольку проходит через нашу атмосферу, поэтому астрономам жизненно необходимо применять умные технологии, чтобы улучшить качество изображения искусственно.

Чтобы достигнуть такого результата на телескоп были установлены четыре лазера, которые проецируют в небо линии интенсивного оранжевого цвета 30 сантиметров в диаметре. Этот лазер возбуждает атомы натрия в верхних слоях атмосферы, что создаёт искусственные гидирующие звёзды. Система адаптивной оптики использует свет от этих «звёзд», чтобы оценить турбулентность атмосферы, и вычисляет коррекцию для изображения тысячу раз в секунду. Далее, она передаёт команды на деформируемое вторичное зеркало телескопа UT4, которое постоянно подправляет свою форму, исправляя искажения света.

MUSE не единственный инструмент, способный работать в связке с AOF. Другой комплекс адаптивной оптики под названием GRAAL уже используется совместно с инфракрасной камерой HAWK-I. А ещё через несколько лет она будет дополнена новым мощным инструментом ERIS. Вмести эти основные разработки в науке адаптивной оптики ещё больше улучшат и без того мощный набор инструментов в Европейской Южной Обсерватории.

Этот новый способ получения чётких изображений является важным шагом вперёд к созданию Европейского чрезвычайно большого телескопа, которому будет необходима система «лазерной томографии», чтобы достигнуть поставленных научных целей.

По информации Европейской Южной Обсерватории.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

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