Superostre zdjęcia z nowego układu optyki adaptacyjnej na VLT

Teleskop VLT (Very Large Telescope) wykonał pierwsze obserwacje z wykorzystaniem nowego trybu optyki adaptacyjnej zwanego tomografią laserową. Podczas obserwacji uzyskano zaskakująco ostre zdjęcia testowe planety Neptun, gromad gwiazd oraz wielu innych obiektów. Pionierski instrument MUSE pracujący w trybie Narrow-Field przy wykorzystaniu modułu optyki adaptacyjnej GALACSI może teraz wykorzystywać tę technikę do korygowania turbulencji atmosfery na różnych wysokościach. Dzięki temu możliwe jest teraz uzyskiwanie z powierzchni Ziemi zdjęć ostrzejszych w zakresie widzialnym niż za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Połączenie wyjątkowej ostrości zdjęć ze spektroskopowymi zdolnościami MUSE umożliwi astronomom dużo bardziej szczegółowe niż dotychczas badanie właściwości obiektów astronomicznej.

Instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) zainstalowany na telekopie VLT współpracuje z układem optyki adaptacyjnej GALACSI. Układ ten z kolei wykorzystuje Laser Guide Star Facility, 4LGSSF, podsystem układu Adaptive Optics Facility (AOF). AOF odpowiada za optykę adaptacyjną instrumentów zainstalowanych na Teleskopie UT4. MUSE jest pierwszym instrumentem, który skorzystał z nowego modułu i obecnie korzysta z dwóch trybów optyki adaptacyjnej – szeroko- i wąskokątnego.

Zdjęcie Neptuna wykonane przez VLT z wykorzystaniem/bez wykorzystania układu optyki adaptacyjnej. Credit: ESO/P. Weilbacher (AIP)

Szerokokątny tryb MUSE w połączeniu z GALACSI w trybie warstwy przyziemnej koryguje wpływ turbulencji atmosferycznych na wysokościach do jednego kilometra nad teleskopem w stosunkowo szerokim polu widzenia. Tryb wąskokątny wykorzystujący tomografię laserową koryguje niemal cały wpływ atmosfery nad teleskopem umożliwiając tworzenie dużo ostrzejszych zdjęć, jednak obejmujących mniejszy obszar nieba.

Dzięki nowym możliwościom, ośmiometrowy teleskop UT4 osiąga teoretyczny limit ostrości zdjęć i nie jest już w żaden sposób ograniczany przez wpływ atmosfery. To niezwykle duże osiągnięcie, bowiem teleskop obecnie dostarcza zdjęcia dorównujące ostrością zdjęciom z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Dzięki temu astronomowie będą mogli w niespotykanej dotąd rozdzielczości badać fascynujące obiekty takie jak supermasywne czarne dziury rezydujące w centrach odległych galaktyk, dżety emitowane przez młode gwiazdy, gromady kuliste, supernowe, planety i ich satelity w Układzie Słonecznym itd.

Credit: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley)

Optyka adaptacyjna to technika kompensowania zaburzeń powodowanych przez atmosferę Ziemi, które są jednym z największych ograniczeń teleskopów naziemnych. Te same turbulencje atmosfery, które sprawiają, że gwiazdy mrugają obserwowane gołym okiem, odpowiadają za rozmyte zdjęcia Wszechświata wykonywane za pomocą dużych teleskopów. Światło z gwiazd i galaktyk ulega rozmyciu i zaburzeniu podczas przechodzenia przez atmosferę i astronomowie muszą stosować różne technologie do poprawiania jakości swoich zdjęć.

W tym celu cztery jasne lasery zainstalowane na UT4 wysyłają kolumny intensywnego pomarańczowego światła o szerokości 30 centymetrów, wzbudzając atomy sodu w wysokich warstwach atmosfery, tworząc ttym samym sztuczne gwiazdy. Układy optyki adaptacyjnej wykorzystują promieniowanie tych gwiazd do ustalenia turbulencji atmosfery i obliczenia korekcji wprowadzanych tysiąc razy na sekundę, które odkształcają zwierciadło wtórne UT4 tak, aby korygowało ono zniekształcenia wprowadzane przez atmosferę.

MUSE nie jest jedynym instrumentem wykorzystującym układ optyki adaptacyjnej AOF. Kolejny układ optyki adaptacyjnej GRAAL jest już wykorzystywany w połączeniu z podczerwoną kamerą HAWK-I. Za kilka lat do użytku wejdzie jeszcze silniejszy instrument ERIS. Razem te nowe osiągnięcia w dziedzinie optyki adaptacyjnej wspomagają naszą już silną paletę teleskopów ESO.

Opisywany tutaj tryb stanowi ogromny krok na drodze do teleskopu ELT, który będzie wykorzystywał tomografię laserową do osiągnięcia swoich celów naukowych.

Źródło: ESO