В 2007 году Европейская южная обсерватория (ESO) завершила работу над очень большим телескопом (VLT) в Паранальской обсерватории на севере Чили. Этот наземный телескоп является самым совершенным в мире оптическим прибором, состоящим из четырех телескопов Unit с основными зеркалами (диаметром 8,2 метра) и четырех подвижных вспомогательных телескопов диаметром 1,8 метра.
Недавно VLT был модернизирован новым инструментом, известным как Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), панорамный спектрограф с интегральным полем, работающий на видимых длинах волн. Благодаря новому режиму адаптивной оптики, который это позволяет (известный как лазерная томография), VLT недавно смог получить некоторые изображения Нептуна, звездных скоплений и других астрономических объектов с безупречной четкостью.
В астрономии адаптивная оптика относится к технике, в которой приборы способны компенсировать эффект размытия, вызванный атмосферой Земли, что является серьезной проблемой, когда речь идет о наземных телескопах. В основном, когда свет проходит через нашу атмосферу, он искажается и вызывает размытие удаленных объектов (поэтому звезды, как видно, мерцают, когда их видят невооруженным глазом).
Одним из решений этой проблемы является размещение телескопов в космосе, где атмосферные возмущения не являются проблемой. Другой заключается в том, чтобы полагаться на передовые технологии, которые могут искусственно исправлять искажения, в результате чего получаются намного более четкие изображения. Одной из таких технологий является инструмент MUSE, который работает с блоком адаптивной оптики под названием GALACSI - подсистемой Adaptive Optics Facility (AOF).
Прибор допускает два режима адаптивной оптики - режим широкого поля и режим узкого поля. Принимая во внимание, что первое исправляет влияние атмосферной турбулентности на расстоянии до одного километра над телескопом в сравнительно широком поле зрения, в режиме узкого поля используется лазерная томография для коррекции почти всей атмосферной турбулентности над телескопом для создания гораздо более четких изображений, но над меньшей областью неба.
Он состоит из четырех лазеров, которые прикреплены к четвертому единичному телескопу (UT4), излучая интенсивный оранжевый свет в небо, моделируя атомы натрия высоко в атмосфере и создавая искусственные «лазерные звезды-ориентиры». Свет от этих искусственных звезд затем используется для определения турбулентности в атмосфере и расчета поправок, которые затем отправляются в деформируемое вторичное зеркало UT4 для коррекции искаженного света.
Используя этот режим узкого поля, VLT смог получить удивительно четкие тестовые изображения планеты Нептун, далеких звездных скоплений (таких как шаровое звездное скопление NGC 6388) и других объектов. При этом VLT продемонстрировал, что его зеркало UT4 способно достичь теоретического предела резкости изображения и больше не ограничивается эффектами атмосферных искажений.
По сути, это означает, что теперь VLT может захватывать изображения с земли, которые являются более резкими, чем те, которые были сделаны Космический телескоп Хаббл, Результаты UT4 также помогут инженерам произвести адаптацию к экстремально большому телескопу (ELT) ESO, который также будет использовать лазерную томографию для проведения своих исследований и достижения своих научных целей.
Эти цели включают изучение сверхмассивных черных дыр (SMBH) в центрах далеких галактик, струй молодых звезд, шаровых скоплений, сверхновых, планет и лун Солнечной системы и планет вне Солнца. Короче говоря, использование адаптивной оптики - как проверено и подтверждено MUSE VLT - позволит астрономам использовать наземные телескопы для изучения свойств астрономических объектов гораздо более подробно, чем когда-либо прежде.
Кроме того, другие системы адаптивной оптики получат выгоду от работы с Adaptive Optics Facility (AOF) в ближайшие годы. К ним относится ESO GRAAL, модуль адаптивной оптики для наземного уровня, который уже используется инфракрасным сканером Hawk-I для широкого поля. Через несколько лет в VLT будет добавлен мощный инструмент для визуализации и спектрографа с расширенным разрешением (ERIS).
Между этими обновлениями и развертыванием космических телескопов следующего поколения в ближайшие годы (например, Космический телескоп Джеймса Вебба(который будет развернут в 2021 году), астрономы рассчитывают привлечь гораздо больше Вселенной в фокусе. И то, что они видят, обязательно поможет разрешить некоторые давние загадки и, вероятно, создаст намного больше!
И обязательно наслаждайтесь этими видеоизображениями, полученными VLT Neptune и NGC 6388, любезно предоставленными ESO:
