אשראי תמונה: ESO
צוות מהנדסים מהמצפה האירופי הדרומי האירופי בדק לאחרונה מתקן אופטיקה אדפטיבית חדש בטלסקופ Very Large (VLT) במצפה הכוכב Paranal בצ'ילה. טכנולוגיה זו מתאימה תמונות שצולמו על ידי הטלסקופ כדי להסיר את העיוות שגורם האטמוספרה של כדור הארץ? כאילו הם נראו מהחלל. השלב הבא יהיה לחבר מערכות דומות לכל הטלסקופים במתקן ואז לחבר אותן למערך גדול. זה אמור לאפשר למצפה כוכבים לפתור חפצים חלשים פי מאה מהיום.
ב- 18 באפריל 2003, צוות מהנדסים מ- ESO חגג את ההישג המוצלח של "אור ראשון" למתקן האופטיקה האדפטטי MACAO-VLTI על הטלסקופ הגדול מאוד (VLT) במצפה הפרנלי (צ'ילה). זו מערכת אופטיקה אדפטיבית השנייה (AO) שהופעלה במצפה זה, בעקבות מתקן NACO (ESO PR 25/01).
החדות בתמונה הניתנת להשגה של טלסקופ מבוסס קרקע מוגבלת בדרך כלל על ידי ההשפעה של סערה אטמוספרית. עם זאת, בעזרת טכניקות אופטיקה אדפטיבית (AO) ניתן להתגבר על החיסרון העיקרי הזה כך שהטלסקופ מפיק תמונות חדות ככל האפשר תיאורטית, כלומר כאילו נלקחו מהחלל.
ראשי התיבות "MACAO" מייצג "אופטיקה אדפטיבית רב-עיקולית ליישומים" המתייחס לאופן המסוים שנעשה תיקונים אופטיים אשר "מבטלים" את אפקט הטשטוש של סערה באטמוספירה.
מתקן MACAO-VLTI פותח ב- ESO. זוהי מערכת מורכבת ביותר אשר ארבעה, אחת לכל טלסקופ יחידה VLT בנפח 8.2 מ ', יותקנו מתחת לטלסקופים (בחדרי קוד?). מערכות אלה מתקנות את עיוותי קרני האור מהטלסקופים הגדולים (הנגרמים על ידי הסערה האטמוספרית) לפני שהם מופנים לכיוון המוקד המשותף לאינטרפרומטר VLT (VLTI).
ההתקנה של ארבע יחידות ה- MACAO-VLTI מהן הראשונה קיימת כעת, תסתכם בלא פחות ממהפכה באינטרפרומטריה VLT. רווח עצום ביעילות יגרום בגלל הרווח המשויך פי 100 ברגישות ה- VLTI.
שים מילים פשוטות, עם MACAO-VLTI יתאפשר להתבונן בעצמים שמימיים פי מאה יותר מאשר עכשיו. עד מהרה יוכלו האסטרונומים להשיג שולי הפרעה עם ה- VLTI (ESO PR 23/01) של מספר גדול של חפצים שעד כה מחוץ להישג ידם בעזרת טכניקת התבוננות עוצמתית זו, למשל. גלקסיות חיצוניות. התמונות והספקטרום ברזולוציה הגבוהה שבאו בעקבותיה יפתחו נקודות מבט חדשות לחלוטין במחקר אקסטרגלקטי וגם במחקרים של חפצים קלושים רבים בגלקסיה שלנו, שביל החלב.
במהלך התקופה הנוכחית הותקנה, משולבת ונבדקה הראשונה מבין ארבע המשטחים של MACAO-VLTI באמצעות סדרת תצפיות. לבדיקות אלה פותחה במיוחד מצלמת אינפרא אדום המאפשרת הערכה מפורטת של הביצועים. הוא גם סיפק כמה נופים ראשונים ומרהיבים של חפצי שמיים שונים, חלקם מוצגים כאן.
MACAO - מתקן האופטיקה המותאמת לעיקול רב יישומים
מערכות אופטיקה אדפטיבית (AO) פועלות באמצעות מראה מעוותת מבוקרת מחשב (DM) המנגדת את עיוותי התמונה הנגרמת כתוצאה מסערת האטמוספירה. זה מבוסס על תיקונים אופטיים בזמן אמת המחושבים מנתוני תמונה המתקבלים על ידי "חיישן חזית הגל" (מצלמה מיוחדת) במהירות גבוהה מאוד, מאות פעמים בכל שנייה.
מערכת ה- ESO Multi Application Curvature Adaptive Optics (MACAO) משתמשת במראה מעוות דו-מימדי בימורף (אלמנטים של 60 אלמנטים) (DM) וחיישן חזית גל עקום של 60 אלמנטים, עם "פעימות לב" של 350 הרץ (פעמים בשנייה). עם עוצמת תיקון מרחבית וזמנית גבוהה זו, MACAO מצליחה כמעט לשחזר את איכות התמונה התיאורטית ("מוגבלת דיפרקציה") של טלסקופ VLT יחיד של 8.2 מ 'באזור הספקטרום הקרוב לאינפרא אדום, באורך גל של בערך 2? מ. רזולוציית התמונה (החדות) המתקבלת בסדר גודל של 60 מילי-ארק"צ היא שיפור ביותר מגורם של 10 לעומת תצפיות רגילות מוגבלות רואים. ללא היתרון של טכניקת AO, ניתן היה להשיג חדות תמונה כזו רק אם הטלסקופ היה ממוקם מעל האטמוספרה של כדור הארץ.
הפיתוח הטכני של MACAO-VLTI במתכונתו הנוכחית החל בשנת 1999 ועם ביקורות פרויקטים בפרקי זמן של 6 חודשים, הגיע הפרויקט במהירות לשיוט. העיצוב האפקטיבי הוא תוצאה של שיתוף פעולה פורה ביותר בין מחלקת AO ב- ESO לתעשייה האירופית, שתרם לייצור חרוץ של מספר רכיבי היי-טק, כולל DM bimorph עם 60 מפעילים, הר-מהירות קצה להטיית קצה ו רבים אחרים. צוות ESO-Garching, ההרכבה, הבדיקות וכוונון הביצועים של מערכת מורכבת זו בזמן אמת.
התקנה ב- Paranal
הארגזים הראשונים של משלוח 60 מ"ק עם רכיבי MACAO הגיעו למצפה הפרנל ב- 12 במרץ 2003. זמן קצר לאחר מכן החלו מהנדסי ESO וטכנאים את ההרכבה הקפדנית של מכשיר מורכב זה, מתחת לטלסקופ ה- KUEYEN VLT 8.2 מ '( לשעבר UT2).
הם עקבו אחר תוכנית מתוכננת בקפידה, שכללה התקנת האלקטרוניקה, מערכות קירור מים, רכיבים מכניים ואופטיים. בסיום, הם ביצעו את היישור האופטי התובעני, והעבירו מכשיר שהורכב לחלוטין שבוע לפני התצפיות הראשונות המתוכננות. השבוע הנוסף הזה סיפק הזדמנות מאוד מבורכת ושימושית לבצע שלל בדיקות וכיולים לקראת התצפיות בפועל.
AO לשירות האינטרפרומטריה
אינטרפרומטר VLT (VLTI) משלב אור כוכבים שנלכד על ידי שניים או יותר טלסקופים של יחידת VLT 8.2 או יותר (מאוחר יותר גם מארבעה טלסקופים עזר הניתנים לניתוח של 1.8 מ ') ומאפשר להגדיל במידה רבה את רזולוציית התמונה. קרני האור מהטלסקופים מאגדות "בשלב" (באופן קוהרנטי). הם מתחילים במראות הראשוניות, הם עוברים השתקפויות רבות לאורך דרכיהם השונות לאורך מרחקים כוללים של כמה מאות מטרים לפני שהם מגיעים למעבדה הבין-אינטראומטרית, שם הם משולבים לטווח שבריר של אורך גל, כלומר בתוך ננומטר!
הרווח בטכניקה האינטרפרומטרית הוא עצום - שילוב של קרני האור משני טלסקופים המופרדים על ידי 100 מטר מאפשר התבוננות בפרטים שאחרים ניתן היה לפתור רק באמצעות טלסקופ יחיד בקוטר 100 מטר. הפחתת נתונים מתוחכמת הכרחית כדי לפרש מדידות אינטרפרומטריות ולהסיק פרמטרים פיזיים חשובים של העצמים הנצפים כמו קוטר הכוכבים וכו '. ESO PR 22/02.
ה- VLTI מודד את מידת הקוהרנטיות של הקורות המשולבות כפי שהוא בא לידי ביטוי בניגוד של דפוס השוליים האינטרפרומטרי שנצפה. ככל שמידת הקוהרנטיות בין הקורות הבודדות גבוהה יותר, כך האות שנמדד חזק יותר. על ידי הסרת סטיות גלים המוצגות על ידי סערה אטמוספרית, מערכות MACAO-VLTI מגבירות מאוד את היעילות של שילוב קורות הטלסקופ הבודדות.
בתהליך המדידה האינטרפרומטרי, יש להזרים את אור הכוכבים לסיבים אופטיים שהם קטנים במיוחד כדי למלא את תפקידם; קוטר 6 מ 'בלבד (0.006 מ"מ). ללא הפעולה ה"סרבנית "של MACAO, ניתן להזריק לסיבים רק חלק קטן מאור הכוכבים שנלכד על ידי הטלסקופים, וה- VLTI לא יעבוד בשיא היעילות שלשמה הוא תוכנן.
MACAO-VLTI יאפשר כעת רווח של גורם 100 בשטף האור המוזרק - זה ייבחן בפירוט כאשר שני טלסקופים של יחידת VLT, שניהם מצוידים במכונות MACAO-VLTI, עובדים יחד. עם זאת, הביצועים הטובים מאוד שהושגו בפועל עם המערכת הראשונה גורמים למהנדסים להיות בטוחים מאוד שאכן יושג רווח מסדר זה. מבחן אולטימטיבי זה יבוצע ברגע שתותקנה מערכת MACAO-VLTI השנייה בהמשך השנה.
MACAO-VLTI אור ראשון
לאחר חודש אחד של עבודות התקנה ובעקבות בדיקות באמצעות מקור אור מלאכותי שהותקן במוקד Nasmyth של KUEYEN, MACAO-VLTI היה "אור ראשון" ב- 18 באפריל כאשר קיבל אור "אמיתי" מכמה מצבים אסטרונומיים.
במהלך בדיקות הביצועים הקודמות למדידת השיפור בתמונות (חדות, ריכוז אנרגיית אור) בלהקות ספקטרליות כמעט אינפרא אדום במהירות 1.2, 1.6 ו -2.2 מ ', נבדקה MACAO-VLTI באמצעות מצלמת מבחן אינפרא אדום בהתאמה אישית שפותחה לשם כך מטרת ESO. מבחן ביניים זה נדרש כדי להבטיח את תפקודו התקין של MACAO לפני שהוא משמש להזנת קרן אור מתוקנת ל- VLTI.
לאחר מספר לילות בודדים של בדיקה ואופטימיזציה של הפונקציות והפרמטרים התפעוליים השונים, MACAO-VLTI היה מוכן לשימוש לתצפיות אסטרונומיות. התמונות למטה צולמו בתנאי ראייה ממוצעים וממחישות את השיפור באיכות התמונה בעת השימוש ב- MACAO-VLTI.
MACAO-VLTI - תמונות ראשונות
להלן כמה מהתמונות הראשונות שהתקבלו במצלמת הבדיקה במערכת MACAO-VLTI הראשונה, המותקנת כעת בטלסקופ VLT KUEYEN ב -8.2 מ '.
צילומי יחסי ציבור 12b-c / 03 מראים את התמונה הראשונה ברצועת ה- K אינפרא אדום (אורך גל 2.2? מ) של כוכב (עוצמה חזותית 10) המתקבלת ללא ועם תיקוני תמונה באמצעות אופטיקה אדפטיבית.
PR Photo 12d / 03 מציג את אחת התמונות הטובות ביותר שהתקבלו עם MACAO-VLTI במהלך הבדיקות המוקדמות. זה מראה יחס Strehl (מדד לריכוז האור) שממלא את המפרט שלפיו נבנה MACAO-VLTI. השיפור העצום הזה בעת שימוש בטכניקות AO מודגם בבירור בתמונות PR 12e / 03, כאשר פרופיל התמונה הלא מתוקן (משמאל) כמעט ולא נראה בהשוואה לפרופיל המתוקן (מימין).
PR Photo 11f / 03 מדגים את יכולות התיקון של MACAO-VLTI בעת שימוש בכוכב מדריך קלוש. בדיקות בהן השתמשו בסוגים ספקטרליים שונים הראו כי הגודל הוויזואלי המגביל משתנה בין 16 לכוכבי B מוקדמים וככ -18 לכוכבי M מאוחרים.
אובייקטים אסטרונומיים שנראו בגבול הביוב
הדוגמאות הבאות לתצפיות MACAO-VLTI על שני אובייקטים אסטרונומיים ידועים התקבלו על מנת להעריך באופן זמני את הזדמנויות המחקר שנפתחות כעת באמצעות MACAO-VLTI. בהחלט ניתן להשוות אותם עם תמונות מבוססות שטח.
המרכז הגלקטי
מרכז הגלקסיה שלנו ממוקם בקונסטליית מזל קשת במרחק של כ- 30,000 שנות אור. צילום PR 12h / 03 מציג תצפית אינפרא אדום עם חשיפה קצרה לאזור זה, שהושגה על ידי MACAO-VLTI בשלב הבדיקה המוקדם.
תצפיות אחרונות של AO המשתמשות במתקן ה- NACO ב- VLT מספקות עדויות משכנעות לכך שחור שחור-מסיבי עם 2.6 מיליון מסות שמש נמצא במרכזו ממש, ראה. ESO PR 17/02. תוצאה זו, המבוססת על תצפיות אסטרומטריות של כוכב המקיף את החור השחור ומתקרבת אליו למרחק של 17 שעות אור בלבד, לא הייתה אפשרית ללא תמונות בעלות רזולוציה מוגבלת של דיפרקציה.
אטה קרינה
אטה קרינה הוא אחד הכוכבים הכבדים ביותר הידועים, עם מסה העולה על 100 מאסות שמש. הוא בהיר פי ארבעה מיליון מהשמש, מה שהופך אותו לאחד הכוכבים הזוהרים ביותר הידועים.
לכוכב מסיבי שכזה יש אורך חיים יחסית יחסי של כמיליון שנה בלבד - ונמדד בסגנון הזמן הקוסמי - כנראה שהתגבשה אטה קרינה לאחרונה. כוכב זה מאוד לא יציב ונוטה להתפרצויות אלימות. הם נגרמים כתוצאה מלחץ הקרינה הגבוה ביותר בשכבות העליונות של הכוכב, אשר מפוצץ חלקים משמעותיים של החומר ב"שטח "לחלל במהלך התפרצויות אלימות שעלולות להימשך מספר שנים. האחרון מהתפרצויות אלה התרחש בין 1835 ל- 1855 והגיע לשיאו בשנת 1843. למרות המרחק הגדול יחסית שלו - כ -7,500 עד 10,000 שנות אור - הפכה אטה קרינה לכוכב השני המואר ביותר בשמיים באותה תקופה (בעוצמה לכאורה -1 ), רק על ידי סיריוס.
ליאו פרוסטי
ליאו הכפור הוא כוכב 11 (לאחר AGB) בעוצמה המוקף מעטפת גז, אבק וכמויות קרח גדולות (ומכאן השם). הערפילית המשויכת היא בעלת צורת "פרפר" (מורפולוגיה דו קוטבית) והיא אחת הדוגמאות הידועות ביותר לשלב המעבר הקצר בין שני שלבים אבולוציוניים מאוחרים, ענף ענק אסימפטוטי (AGB) והערפיליות הפלנטריות שלאחריה (PNe).
עבור אובייקט בעל שלוש מסתות שמש כמו זה, מאמינים כי שלב זה יימשך רק כמה אלפי שנים, קריצת עין בחיי הכוכב. מכאן שאובייקטים כמו זה נדירים ביותר ולאו פרוסטי הוא אחד הקרובים והמבריקים שבהם.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
