Kujutise krediit: ESO
Euroopa lõunaobservatooriumi inseneride meeskond katsetas hiljuti Tšiili Paranali observatooriumi väga suure teleskoobiga (VLT) uut adaptiivset optikarajatist. See tehnoloogia kohandab teleskoobiga tehtud pilte, et eemaldada Maa atmosfäärist põhjustatud moonutused? justkui oleks neid kosmosest nähtud. Järgmine samm on sarnaste süsteemide ühendamine kõigi rajatise teleskoopidega ja seejärel haakimine suure massiivi külge. See peaks võimaldama observatooriumil lahendada objektid 100 korda nõrgemini kui praegu.
18. aprillil 2003 tähistas ESO inseneride meeskond Paranaalide observatooriumi (Tšiili) MACAO-VLTI adaptiivse optika rajatise MACAO-VLTI adaptiivse optika rajatise "Esimese tule" edukat valmimist. See on teine adaptiivse optika (AO) süsteem, mis võeti kasutusele selles vaatluskeskuses pärast NACO rajatist (ESO PR 25/01).
Maapealse teleskoobi saavutatav pildi teravus on tavaliselt piiratud atmosfääri turbulentsi mõjuga. Adaptiivse optika (AO) tehnikatega saab selle peamise puuduse siiski ületada, nii et teleskoop tekitab teoreetiliselt võimalikult teravaid pilte, st justkui kosmosest tehtud pilte.
Lühend "MACAO" tähistab "mitme rakenduse kõverusega adaptiivset optikat", mis viitab optiliste paranduste konkreetsele viisile, mis "välistavad" atmosfääri turbulentsi häguse efekti.
ESO-s töötati välja MACAO-VLTI rajatis. See on väga keeruline süsteem, millest neli, üks iga 8,2-m VLT-teleskoobi kohta paigaldatakse teleskoopide alla (Coud? -Ruumidesse). Need süsteemid parandavad suurte teleskoopide valguskiirte moonutusi (mis on tingitud atmosfääri turbulentsist) enne, kui need suunatakse ühisele fookusele VLT-interferomeetril (VLTI).
Nelja MACAO-VLTI seadme paigaldamine, millest esimene on nüüd paigas, on midagi vähemat kui VLT interferomeetria revolutsioon. Sellega kaasneb VLTI tundlikkuse 100-kordsuse suurenemise tõttu tohutu efektiivsuse kasv.
Lihtsamalt öeldes - MACAO-VLTI abil on võimalik taevaobjekte vaadelda 100 korda õhemalt kui praegu. Varsti on astronoomidel võimalik selle võimsa vaatlustehnika abil saada suure hulga objektide VLTI-ga (ESO PR 23/01) sekkumisvõimalusi (ESO PR 23/01). välised galaktikad. Järgnevad suure eraldusvõimega pildid ja spektrid avavad täiesti uued vaatenurgad nii galaktikavälistes uuringutes kui ka paljude meie enda galaktikas Linnutee piirkonnas asuvate nõrkade objektide uurimisel.
Käesoleval perioodil paigaldati, integreeriti ja katsetati vaatlusseeria abil neljast MACAO-VLTI-st ühte esimest. Nendeks testideks oli spetsiaalselt välja töötatud infrapunakaamera, mis võimaldas toimivust üksikasjalikult hinnata. See andis ka mõned esimesed, suurejoonelised vaated erinevatele taevaobjektidele, millest mõnda on siin näidatud.
MACAO - mitme rakendusega kumerusega adaptiivne optika
Adaptiivse optika (AO) süsteemid töötavad arvutiga juhitava deformeeritava peegli (DM) abil, mis neutraliseerib atmosfääriturbiilsusest põhjustatud kujutise moonutusi. See põhineb reaalajas optilistel korrektsioonidel, mis arvutatakse kujutise andmetest, mis on saadud lainefrondi anduri (spetsiaalse kaamera) abil väga suurel kiirusel, sadu kordi sekundis.
ESO mitmerakendusliku kumerusega adaptiivne optika (MACAO) kasutab 60-elemendilist bimorfset deformeeritavat peeglit (DM) ja 60-elemendilist kumeruse lainefrondi andurit, mille „südamelööke” on 350 Hz (korda sekundis). Selle suure ruumilise ja ajalise korrigeeriva võimsusega suudab MACAO peaaegu taastada 8,2-meetrise VLT-teleskoobi teoreetiliselt võimaliku („difraktsioonipiiranguga”) pildikvaliteedi spektri lähi-infrapuna piirkonnas lainepikkusel umbes 2 m Saadud pildi eraldusvõime (teravus) suurusjärgus 60 milli-kaaresekundit on paranemine enam kui 10-kordne, võrreldes tavaliste nägemisega piiratud vaatlustega. Ilma AO-tehnika eelisteta oleks sellist pildi teravust võimalik saavutada ainult siis, kui teleskoop asetseks Maa atmosfääri kohal.
MACAO-VLTI praegusel kujul tehnilist väljatöötamist alustati 1999. aastal ja projekti ülevaatamisega 6-kuuliste intervallidega saavutas projekt kiiresti kiiruse. Tõhus disain on ESO AO osakonna ja Euroopa tööstuse väga viljaka koostöö tulemus, mis aitas kaasa arvukate kõrgtehnoloogiliste komponentide, sealhulgas 60 täiturajamiga bimorph DM, kiire reageerimisega tip-kallutuskinnituse ja hoolika tootmisega. paljud teised. Selle keeruka reaalajasüsteemi kokkupaneku, testimise ja jõudluse häälestamise eeldasid ESO-Garchingi töötajad.
Paigaldamine Paranalis
MACAO komponentidega 60+ tihumeetrise saadetise esimesed kastid saabusid Paranali observatooriumisse 12. märtsil 2003. Varsti pärast seda alustasid ESO insenerid ja tehnikud selle keeruka instrumendi vaevarikka kokkupanekut, allpool VLT 8,2-meetrist KUEYENi teleskoopi ( endine UT2).
Nad järgisid hoolikalt kavandatud skeemi, mis hõlmas elektroonika, vesijahutussüsteemide, mehaaniliste ja optiliste komponentide paigaldamist. Lõpus viisid nad läbi nõudliku optilise joondamise, tarnides täielikult kokkupandud instrumendi nädal enne kavandatud esimesi katsevaatlusi. See lisanädal andis väga teretulnud ja kasuliku võimaluse tegelike vaatluste ettevalmistamiseks teha hulgaliselt teste ja kalibreerida.
AO interferomeetria teenusele
VLT-interferomeeter (VLTI) ühendab kahe või enama 8,2-VLT-teleskoobiga (hiljem ka nelja teisaldatava 1,8-m lisateleskoobiga) hõivatud tähevalgust ja võimaldab pildi eraldusvõimet tunduvalt suurendada. Teleskoopide valguskiired koondatakse ühte faasi (sidusalt). Alustades esmastest peeglitest, läbivad nad erinevatel radadel arvukalt peegeldusi mitmesaja meetri kogukaugusel, enne kui nad jõuavad interferomeetrilisse laborisse, kus need ühendatakse lainepikkuse murdosa täpsusega, st nanomeetrites!
Interferomeetrilise tehnika abil saadav kasu on tohutu - kahe 100 meetrist eraldatud teleskoobi valguskiirte kombineerimine võimaldab jälgida detaile, mida muidu saaks lahendada ainult ühe teleskoobiga, mille läbimõõt on 100 meetrit. Keerukas andmete vähendamine on vajalik interferomeetriliste mõõtmiste tõlgendamiseks ja vaatlusobjektide oluliste füüsikaliste parameetrite, näiteks tähtede läbimõõdu jms tuletamiseks, vrd. ESO PR 22/02.
VLTI mõõdab kombineeritud talade sidususe astet, mida väljendatakse vaadeldava interferomeetrilise erisoodustuse kontrastiga. Mida kõrgem on üksikute talade sidusus, seda tugevam on mõõdetud signaal. Eemaldades atmosfääri turbulentsist põhjustatud lainefrondi aberratsioonid, suurendavad MACAO-VLTI süsteemid tohutult üksikute teleskoobi talade kombineerimise tõhusust.
Interferomeetrilises mõõtmisprotsessis tuleb tähevalgus süstida optilistesse kiududesse, mis on oma funktsiooni täitmiseks eriti väikesed; ainult 6 um (0,006 mm) läbimõõduga. Ilma MACAO “ümberfookustamata” saab kiududesse süstida vaid väikese osa teleskoopide abil hõivatud tähevalgusest ja VLTI ei töötaks sellel efektiivsuse tipul, milleks see on loodud.
MACAO-VLTI võimaldab nüüd süstitud valgusvoo korral suurendada koefitsienti 100 - seda katsetatakse üksikasjalikult, kui kaks VLT-üksuse teleskoopi, mõlemad varustatud MACAO-VLTI-dega, töötavad koos. Esimese süsteemiga tegelikult saavutatud väga hea jõudlus muudab aga insenerid väga enesekindlaks, et selle tellimuse saavutamine tõepoolest saavutatakse. See viimane katse tehakse niipea, kui teine MACAO-VLTI süsteem on selle aasta hiljem installitud.
MACAO-VLTI esimene tuli
Pärast ühekuulist paigaldustööd ja pärast katsetusi kunstliku valgusallika abil, mis oli paigaldatud KUEYENi Nasmyth fookusesse, oli MACAO-VLTI “Esimene tuli” 18. aprillil, kui see sai “tõelist” valgust mitmest astronoomilisest objektist.
Eelnevate jõudluskontrollide ajal, et mõõta pildi parandust (teravus, valguse energia kontsentratsioon) lähiinfrapuna spektriribadel 1,2, 1,6 ja 2,2 um, kontrolliti MACAO-VLTI selleks spetsiaalselt selleks loodud infrapunatesti abil. ESO eesmärk. See vahekatse oli vajalik MACAO nõuetekohase toimimise tagamiseks enne selle kasutamist korrigeeritud valguskiire sisestamiseks VLTI-sse.
Pärast vaid mõned ööd erinevate funktsioonide ja tööparameetrite testimist ning optimeerimist oli MACAO-VLTI valmis kasutamiseks astronoomiliste vaatluste jaoks. Allpool olevad pildid on tehtud keskmistes nägemistingimustes ja need illustreerivad pildikvaliteedi paranemist MACAO-VLTI kasutamisel.
MACAO-VLTI - esimesed pildid
Siin on mõned esimestest piltidest, mis on saadud katsekaamera abil esimesel MACAO-VLTI süsteemil, mis on nüüd paigaldatud 8,2-m VLT KUEYENi teleskoopi.
PR fotod 12b-c / 03 näitavad tähe (visuaalne suurusjärk 10) infrapuna K-ribas (lainepikkus 2,2 um) esimest pilti, mis on saadud adaptiivse optika abil ilma pildi parandusteta ja ilma.
PR Photo 12d / 03 näitab ühte parimatest piltidest, mis on MACAO-VLTI abil varaste testide ajal saadud. See näitab Strehli suhet (valguse kontsentratsiooni mõõt), mis vastab MACAO-VLTI ehitamise spetsifikatsioonidele. Seda tohutut paranemist AO-tehnikate kasutamisel näitab selgelt PR Photo 12e / 03, kus korrigeerimata pildiprofiil (vasakul) on parandatud profiiliga (paremal) võrreldes vaevalt nähtav.
PR Photo 11f / 03 näitab MACAO-VLTI korrigeerimisvõimalusi nõrga juhttähe kasutamisel. Erinevat tüüpi spektritüüpe kasutades tehtud katsed näitasid, et visuaalne piirväärtus varieerub 16 varase tüüpi B-tähtede ja umbes 18 hilise tüüpi M-tähtede vahel.
Astronoomilised objektid, mida on näha difraktsiooni piiril
Järgnevad näited kahe tuntud astronoomilise objekti MACAO-VLTI vaatlustest saadi selleks, et ajutiselt hinnata MACAO-VLTI-ga nüüd avanevaid uurimisvõimalusi. Neid võib võrrelda kosmosepõhiste piltidega.
Galaktika keskus
Meie enda galaktika kese asub Amburi tähtkujus umbes 30 000 valgusaasta kaugusel. PR-fotol 12h / 03 on selle piirkonna lühikese särituse infrapunavaade, mille MACAO-VLTI sai varajases katsefaasis.
Värsked AO hiljutised tähelepanekud, kasutades NACO rajatist VLT-s, pakuvad veenvaid tõendeid selle kohta, et keskmes asub ülimassiivne must auk, 2,6 miljoni päikesemassiga, vt. ESO PR 17/02. See tulemus, mis põhineks musta augu ümber tiirleva tähe astromeetrilistel vaatlustel ja läheneks sellele vaid 17 valgustunni kaugusel, poleks difraktsiooni piiratud eraldusvõimega piltide korral võimalik.
Eta Carinae
Eta Carinae on üks raskemaid teadaolevaid tähti, mille mass ületab tõenäoliselt 100 päikese massi. See on Päikesest umbes 4 miljonit korda heledam, tehes sellest ühe tuntud helendava tähe.
Sellise massiivse tähe eluiga on suhteliselt lühike - umbes miljon aastat ja - kosmilises ajakavas mõõdetuna pidi Eta Carinae moodustuma üsna hiljuti. See täht on väga ebastabiilne ja kalduv vägivaldsetele puhangutele. Need on põhjustatud tähe ülemiste kihtide väga kõrgest kiirgusrõhust, mis puhub mitu aastat kestvate vägivaldsete pursete ajal kosmosesse olulist osa "pinnast" kosmosest. Viimane neist puhangutest toimus aastatel 1835–1855 ja saavutas haripunkti 1843. Vaatamata oma suhteliselt suurele vahemaale - umbes 7500–10 000 valgusaastat - sai Eta Carinae korraks taevalaotuse sel ajal teiseks helgeimaks täheks (näiva magnituudiga -1 ), ületas ainult Sirius.
Härmas Leo
Frosty Leo on suurusjärgus 11 (pärast AGB) asuv täht, mida ümbritseb gaasi, tolmu ja suure hulga jääga ümbrik (sellest ka nimi). Sellega seotud udukogu on liblika kujuga (bipolaarne morfoloogia) ja see on üks tuntumaid näiteid lühikesest üleminekufaasist kahe hilise evolutsioonietapi vahel, asümptootiline hiiglasharu (AGB) ja sellele järgnenud planetaarsed udud (PNe).
Arvatakse, et kolme sellise päikeseenergiaga objekti puhul, nagu see on üks, kestab see etapp vaid mõni tuhat aastat, tähe elus ühe silmapilgutus. Seetõttu on sellised objektid väga haruldased ja härmas Leo on nende seas üks lähemaid ja säravamaid.
Algne allikas: ESO pressiteade
