Kredit gambar :: Keck
Observatorium Keck II sepanjang 10 meter mengambil langkah penting baru-baru ini ketika memulakan pemerhatian dengan sistem optik adaptif barunya. Sistem ini menggunakan laser untuk membuat bintang palsu kira-kira 90 kilometer di langit - komputer kemudian dapat menggunakannya untuk mengira cara menghilangkan kesan gangguan atmosfera. Optik adaptif telah digunakan pada teleskop yang lebih kecil, tetapi ini adalah pertama kalinya digunakan pada teleskop sebesar Keck II yang perkasa; mengambil masa sembilan tahun untuk mengadaptasi balai cerap.
Tonggak utama dalam sejarah astronomi berlaku baru-baru ini di W.M. Balai Cerap Keck ketika para saintis, untuk pertama kalinya, menggunakan laser untuk membuat bintang panduan buatan di teleskop 10 meter Keck II untuk membetulkan kekaburan bintang dengan optik adaptif (AO). Bintang panduan laser telah digunakan pada teleskop yang lebih kecil, tetapi ini adalah penggunaan pertama mereka yang berjaya pada generasi terkini teleskop terbesar di dunia. Gambar yang dihasilkan (Gambar 1), yang diambil oleh kamera inframerah NIRC2, adalah demonstrasi pertama sistem optik adaptif bintang panduan (LGS AO) pada teleskop besar. Apabila selesai, sistem LGS AO akan menandakan era astronomi baru di mana para astronom akan dapat melihat hampir semua objek di langit dengan kejelasan optik adaptif.
"Ini adalah salah satu momen yang paling memuaskan sepanjang tahun saya di Keck," kata Dr Frederic Chaffee, pengarah W.M. Keck Observatory pada petang itu pemerhatian dibuat. "Seperti hasil cahaya pertama yang positif, masih banyak yang harus dilakukan sebelum sistem ini dapat dianggap beroperasi. Tetapi juga seperti hasil cahaya pertama yang positif, ia menunjukkan bahawa ia dapat dilakukan, dan memberi kita keyakinan yang besar bahawa tujuan kita bukanlah impian yang mustahil, tetapi menjadi kenyataan yang dapat dicapai. "
Optik adaptif adalah teknik yang telah merevolusikan astronomi darat melalui kemampuannya untuk menghilangkan kabur cahaya bintang yang disebabkan oleh atmosfer bumi. Keperluannya untuk "bintang panduan" yang agak terang dalam bidang pandangan yang sama dengan objek kajian ilmiah pada amnya telah membatasi penggunaan AO kepada sekitar satu peratus objek di langit.
Untuk mengatasi sekatan ini, pada tahun 1994 W.M. Keck Observatory mula bekerjasama dengan Lawrence Livermore National Labs (LLNL) untuk mengembangkan sistem bintang panduan buatan. Dengan menggunakan laser untuk mencipta? Bintang maya,? ahli astronomi dapat mengkaji sebarang objek di sekitar objek yang jauh lebih lemah (hingga magnitud ke-19) dengan optik adaptif dan mengurangkan pergantungannya pada bintang panduan yang terang dan semula jadi. Melakukannya akan meningkatkan liputan langit untuk sistem optik adaptif Keck dari anggaran satu peratus dari semua objek di langit, menjadi lebih daripada 80 peratus.
"Keupayaan baru menggunakan bintang panduan laser dengan teleskop besar telah mengundang para astronom untuk mula menjelajah langit malam dengan cara yang jauh lebih komprehensif," kata Adam Contos, jurutera optik di W.M. Balai Cerap Keck. "Di masa depan, saya menjangkakan kebanyakan pemerhati besar akan memasang sistem serupa untuk memanfaatkan peningkatan luar biasa ini terhadap kemampuan AO mereka."
Pada Januari 2001, setelah lebih dari tujuh tahun dalam pembangunan, pasukan Keck dan LLNL meraikan penyempurnaan sistem bintang panduan laser Keck. Bintang buatan dihasilkan apabila cahaya dari laser pewarna 15 watt menyebabkan lapisan atom natrium yang berlaku secara semula jadi bersinar sekitar 90 km (56 batu) di atas permukaan bumi. Perlu dua tahun lagi penyelidikan dan reka bentuk yang canggih sebelum sistem laser dapat disatukan ke dalam sistem optik adaptif Keck II.
Pada awal pagi 20 September, semua subsistem akhirnya berkumpul untuk mengungkapkan kemampuan unik sistem Keck LGS AO dan potensinya untuk menyelesaikan objek yang sangat samar. Sistem terkunci pada bintang berukuran 15, ahli binari T Tauri yang terkenal bernama HK Tau dan mendedahkan butiran cakera bintang bintang pendamping itu. Ini adalah kali pertama sistem optik adaptif pada teleskop yang sangat besar pernah menggunakan bintang panduan buatan untuk menyelesaikan objek samar.
Cabaran utama yang dihadapi tim LGS AO adalah seberapa suksesnya upaya untuk mengintegrasikan dan mencapai pengukuran prestasi yang baik untuk setiap sub-sistem yang diperlukan. Kebimbangan mengenai kekuatan laser dan kualiti tempatnya, pengoperasian sistem kawalan lalu lintas laser, kemampuan sensor baru untuk mengunci bintang panduan yang lebih lemah, dan dapat mengoptimumkan kualiti gambar melalui pemahaman yang tepat mengenai penyimpangan yang dapat tidak dapat diukur dengan menggunakan bintang panduan laser, semuanya diperhitungkan dalam pemerhatian malam itu.
"Cahaya pertama adalah usaha pasukan yang luar biasa," kata Dr Peter Wizinowich, ketua pasukan untuk pasukan optik adaptif di W.M. "Sangat memuaskan apabila setiap subsistem mempunyai prestasi yang sangat baik pada percubaan pertama kami. Untuk memetik Virgil, 'Audentes Fortuna Juvat,' nasib lebih senang kepada yang berani. "
Kualiti gambar cahaya LGS AO yang pertama sangat tinggi. Semasa terkunci pada bintang berukuran 14, sistem Keck LGS AO mencatatkan "Nisbah Strehl" sebanyak 36 peratus (pada panjang gelombang 2.1 mikron, masa pendedahan 30 saat, Gambar 3), berbanding empat peratus untuk gambar yang tidak diperbetulkan. Nisbah strehl mengukur sejauh mana sistem optik mendekati kesempurnaan "terbatas difraksi", atau had prestasi teoritis, teleskop.
Metrik prestasi lain, "lebar penuh pada separuh maksimum" (FWHM), untuk bintang berukuran ke-14 ini ialah 50 mili-arka sesaat, berbanding dengan 183 mili-arka detik untuk gambar yang tidak diperbetulkan. Pengukuran FWHM membantu ahli astronomi menentukan sisi sebenar objek, di mana pengesanannya mungkin tidak tepat atau sukar ditentukan. Pengukuran 50 mili-arka detik hampir sama dengan dapat membezakan sepasang lampu depan kereta di New York ketika berdiri di Los Angeles.
Sepanjang malam, bintang panduan laser tetap stabil dan cerah, bersinar pada magnitud 9.5, kira-kira 25 kali lebih lemah daripada apa yang dapat dilihat oleh mata manusia, tetapi sesuai untuk sistem optik adaptif Keck untuk mengukur dan membetulkan gangguan atmosfera.
Kerja tambahan sedang dijalankan sebelum sistem Keck LGS AO dapat dianggap beroperasi sepenuhnya. Sistem Keck LGS AO akan tersedia untuk pengetahuan risiko bersama terhad tahun depan, dengan penggunaan sepenuhnya kepada komuniti pengguna Keck pada tahun 2005.
"Walaupun hanya dengan ujian pertama ini, para astronom sudah bersungguh-sungguh menggunakan sistem bintang panduan laser untuk mengkaji galaksi jauh dengan resolusi dan kekuatan yang belum pernah terjadi sebelumnya," kata Dr David Le Mignant, saintis instrumen optik adaptif di W.M. Keck Observatory, California Association for Research in Astronomy. "Menjelang tahun depan, optik adaptif akan digunakan untuk mempelajari sejarah pembentukan galaksi awal yang kaya."
Kepentingan terobosan ini untuk astronomi di seluruh dunia disimpulkan oleh Dr. Matt Mountain, pengarah Observatorium Gemini, yang mengoperasikan teleskop 8 meter berkembar, satu di Mauna Kea dan satu di Cerro Pachon di Chile: “Ini adalah tonggak penting untuk semua astronomi berasaskan darat, bukan hanya untuk teleskop kelas lapan hingga 10 meter generasi kita sekarang, tetapi juga untuk impian kita dengan teleskop 30 meter. "
Anggota pasukan yang bertanggungjawab untuk sistem Keck LGS AO adalah Antonin Bouchez, Jason Chin, Adam Contos, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Chris Neyman, Paul Stomski, Doug Summers, Marcos van Dam, dan Peter Wizinowich, semuanya dari WM Pasukan ini mengucapkan terima kasih khas kepada rakan-rakan mereka di LLNL: Dee Pennington, Curtis Brown dan Pam Danforth.
Sistem optik adaptif bintang panduan laser dibiayai oleh W.M. Yayasan Keck.
The W.M. Keck Observatory dikendalikan oleh California Association for Research in Astronomy, sebuah perkongsian saintifik dari California Institute of Technology.
Sumber Asal: Siaran Berita Keck
