Kredit gambar: ESO
Sepasukan jurutera dari Balai Cerap Eropah Selatan baru-baru ini menguji kemudahan optik adaptif baru di Teleskop Sangat Besar (VLT) di Balai Cerap Paranal di Chile. Teknologi ini menyesuaikan gambar yang diambil oleh teleskop untuk menghilangkan penyelewengan yang disebabkan oleh atmosfera Bumi? seolah-olah mereka dilihat dari angkasa. Langkah seterusnya adalah menyambungkan sistem yang serupa dengan semua teleskop di kemudahan tersebut dan kemudian menghubungkannya dalam rangkaian yang besar. Ini akan membolehkan balai cerap menyelesaikan objek 100 kali lebih lemah daripada hari ini.
Pada 18 April 2003, sepasukan jurutera dari ESO meraikan kejayaan "Cahaya Pertama" untuk kemudahan Optik Adaptive MACAO-VLTI di Teleskop Sangat Besar (VLT) di Balai Cerap Paranal (Chile). Ini adalah sistem Adaptive Optics (AO) kedua yang beroperasi di balai cerap ini, berikutan kemudahan NACO (ESO PR 25/01).
Ketajaman gambar yang dapat dicapai dari teleskop darat biasanya dibatasi oleh kesan pergolakan atmosfera. Namun, dengan teknik Adaptive Optics (AO), kelemahan utama ini dapat diatasi sehingga teleskop menghasilkan gambar yang setajam teorinya mungkin, seperti seolah-olah ia diambil dari angkasa.
Akronim "MACAO" adalah singkatan dari "Multi Application Curvature Adaptive Optics" yang merujuk kepada cara tertentu pembetulan optik dibuat yang "menghilangkan" kesan kabur dari pergolakan atmosfera.
Kemudahan MACAO-VLTI dibangunkan di ESO. Ini adalah sistem yang sangat kompleks di mana empat, satu untuk setiap Teleskop Unit VLT 8.2-m, akan dipasang di bawah teleskop (di bilik Coud?). Sistem-sistem ini membetulkan penyimpangan pancaran cahaya dari teleskop besar (disebabkan oleh pergolakan atmosfera) sebelum mereka diarahkan ke fokus umum di Interferometer VLT (VLTI).
Pemasangan empat unit MACAO-VLTI yang mana yang pertama sekarang dilaksanakan, tidak akan kurang daripada revolusi dalam interferometri VLT. Keuntungan kecekapan yang sangat besar akan dihasilkan, kerana peningkatan kepekaan VLTI 100 kali ganda yang berkaitan.
Sederhananya, dengan MACAO-VLTI, objek langit boleh menjadi 100 kali lebih lemah daripada sekarang. Tidak lama lagi para astronom dapat memperoleh gangguan dengan VLTI (ESO PR 23/01) sebilangan besar objek yang sampai saat ini tidak dapat dijangkau dengan teknik pemerhatian yang kuat ini, mis. galaksi luaran. Gambar dan spektrum resolusi tinggi yang seterusnya akan membuka perspektif baru dalam penyelidikan ekstragalaktik dan juga dalam kajian banyak objek samar di galaksi kita sendiri, Bima Sakti.
Selama masa ini, yang pertama dari empat kemudahan MACAO-VLTI dipasang, disatukan dan diuji melalui serangkaian pemerhatian. Untuk ujian ini, kamera inframerah dibangunkan khas yang memungkinkan penilaian terperinci mengenai prestasi. Ia juga memberikan pemandangan pertama dari pelbagai objek cakerawala, beberapa di antaranya ditunjukkan di sini.
MACAO - kemudahan Optik Adaptive Multi Curvature
Sistem Adaptive Optics (AO) berfungsi dengan menggunakan cermin ubah bentuk (DM) yang dikendalikan oleh komputer yang mengatasi penyimpangan gambar yang disebabkan oleh pergolakan atmosfera. Ia berdasarkan pembetulan optik masa nyata yang dikira dari data gambar yang diperoleh oleh "gelombang gelombang depan" (kamera khas) pada kelajuan yang sangat tinggi, beratus-ratus kali setiap saat.
Sistem ESO Multi Application Curvature Adaptive Optics (MACAO) menggunakan cermin bimorph deformable 60-elemen (DM) dan sensor gelombang kelengkungan 60 elemen, dengan "degupan jantung" 350 Hz (kali sesaat). Dengan kekuatan pembetulan spasial dan temporal yang tinggi ini, MACAO hampir dapat mengembalikan kualiti imej ("difraksi terhad") secara teoritis dari Teleskop Unit VLT 8.2-m di kawasan inframerah dekat spektrum, pada panjang gelombang kira-kira 2? M. Resolusi gambar (ketajaman) yang dihasilkan dari urutan 60 milli-arcsec adalah peningkatan lebih dari faktor 10 berbanding dengan pemerhatian terhad penglihatan standard. Tanpa manfaat teknik AO, ketajaman gambar seperti itu hanya dapat diperoleh jika teleskop diletakkan di atas atmosfer Bumi.
Pembangunan teknikal MACAO-VLTI dalam bentuknya sekarang dimulakan pada tahun 1999 dan dengan tinjauan projek pada selang 6 bulan, projek ini dengan cepat mencapai kelajuan. Reka bentuk yang berkesan adalah hasil kolaborasi yang sangat baik antara jabatan AO di ESO dan industri Eropah yang menyumbang dengan rajinnya pembuatan banyak komponen berteknologi tinggi, termasuk DM bimorph dengan 60 penggerak, pemasangan kecondongan reaksi cepat dan banyak yang lain. Perhimpunan, ujian dan penalaan prestasi sistem masa nyata yang kompleks ini dilaksanakan oleh kakitangan ESO-Garching.
Pemasangan di Paranal
Peti pertama penghantaran 60+ meter padu dengan komponen MACAO tiba di Balai Cerap Paranal pada 12 Mac 2003. Tidak lama selepas itu, jurutera dan juruteknik ESO memulakan pemasangan instrumen kompleks ini, di bawah teleskop KUEYEN VLT 8.2-m ( dahulunya UT2).
Mereka mengikuti skema yang dirancang dengan teliti, yang melibatkan pemasangan elektronik, sistem penyejukan air, komponen mekanikal dan optik. Pada akhirnya, mereka melakukan penjajaran optik yang menuntut, memberikan instrumen yang dipasang sepenuhnya satu minggu sebelum pemerhatian ujian pertama yang dirancang. Minggu tambahan ini memberikan peluang yang sangat baik dan bermanfaat untuk melakukan banyak ujian dan penentukuran sebagai persediaan pemerhatian sebenar.
AO untuk perkhidmatan Interferometry
VLT Interferometer (VLTI) menggabungkan cahaya bintang yang ditangkap oleh dua atau lebih Teleskop Unit 8.2- VLT (kemudian juga dari empat Teleskop Auxiliary Bergerak 1.8-m) dan memungkinkan untuk meningkatkan resolusi gambar dengan banyaknya. Sinar cahaya dari teleskop disatukan "dalam fasa" (koheren). Bermula di cermin utama, mereka mengalami banyak pantulan di sepanjang jalan yang berbeza pada jarak jarak beberapa ratus meter sebelum mereka sampai ke Makmal interferometrik di mana ia digabungkan menjadi dalam pecahan panjang gelombang, iaitu dalam jarak nanometer!
Keuntungan dengan teknik interferometrik sangat besar - menggabungkan pancaran cahaya dari dua teleskop yang dipisahkan dengan jarak 100 meter memungkinkan pemerhatian terhadap perincian yang sebaliknya hanya dapat diselesaikan oleh satu teleskop dengan diameter 100 meter. Pengurangan data yang canggih diperlukan untuk menafsirkan pengukuran interferometrik dan untuk menyimpulkan parameter fizikal penting dari objek yang diperhatikan seperti diameter bintang, dan lain-lain, lih. ESO PR 22/02.
VLTI mengukur tahap koherensi rasuk gabungan seperti yang dinyatakan oleh kontras corak interferometrik pinggir yang diperhatikan. Semakin tinggi tahap koheren antara rasuk individu, semakin kuat isyarat yang diukur. Dengan menghilangkan penyimpangan muka gelombang yang diperkenalkan oleh pergolakan atmosfera, sistem MACAO-VLTI sangat meningkatkan kecekapan menggabungkan rasuk teleskop individu.
Dalam proses pengukuran interferometrik, cahaya bintang mesti disuntik ke dalam gentian optik yang sangat kecil untuk mencapai fungsinya; hanya berdiameter 6? m (0,006 mm). Tanpa tindakan "memfokuskan kembali" MACAO, hanya sebilangan kecil cahaya bintang yang ditangkap oleh teleskop yang dapat disuntik ke dalam serat dan VLTI tidak akan berfungsi pada puncak efisiensi yang telah dirancangnya.
MACAO-VLTI sekarang akan membenarkan kenaikan faktor 100 dalam fluks cahaya yang disuntikkan - ini akan diuji secara terperinci apabila dua Teleskop Unit VLT, keduanya dilengkapi dengan MACAO-VLTI, bekerjasama. Walau bagaimanapun, prestasi yang sangat baik yang benar-benar dicapai dengan sistem pertama menjadikan para jurutera sangat yakin bahawa keuntungan pesanan ini akan dapat dicapai. Ujian utama ini akan dilakukan sebaik sahaja sistem MACAO-VLTI kedua dipasang pada akhir tahun ini.
Lampu Pertama MACAO-VLTI
Setelah satu bulan kerja pemasangan dan mengikuti ujian dengan menggunakan sumber cahaya buatan yang dipasang di fokus Nasmyth KUEYEN, MACAO-VLTI mengadakan "First Light" pada 18 April ketika menerima cahaya "nyata" dari beberapa obyek astronomi.
Semasa ujian prestasi sebelumnya untuk mengukur peningkatan imej (ketajaman, kepekatan tenaga cahaya) pada jalur spektrum inframerah dekat pada 1.2, 1.6 dan 2.2? M, MACAO-VLTI diperiksa dengan menggunakan Kamera Uji Inframerah yang dibuat khas untuk ini tujuan oleh ESO. Ujian perantaraan ini diperlukan untuk memastikan fungsi MACAO berfungsi dengan baik sebelum digunakan untuk memasukkan sinar cahaya yang diperbetulkan ke dalam VLTI.
Setelah beberapa malam menguji dan mengoptimumkan pelbagai fungsi dan parameter operasi, MACAO-VLTI siap digunakan untuk pemerhatian astronomi. Gambar di bawah diambil dalam keadaan melihat rata-rata dan menggambarkan peningkatan kualiti gambar ketika menggunakan MACAO-VLTI.
MACAO-VLTI - Imej Pertama
Berikut adalah beberapa gambar pertama yang diperoleh dengan kamera uji pada sistem MACAO-VLTI pertama, kini dipasang pada teleskop VLT KUEYEN 8.2-m.
Foto PR 12b-c / 03 menunjukkan gambar pertama dalam jalur K inframerah (panjang gelombang 2.2? M) bintang (magnitud visual 10) yang diperoleh tanpa dan dengan pembetulan gambar dengan menggunakan optik adaptif.
PR Photo 12d / 03 memaparkan salah satu gambar terbaik yang diperoleh dengan MACAO-VLTI semasa ujian awal. Ini menunjukkan nisbah Strehl (ukuran kepekatan cahaya) yang memenuhi spesifikasi mengikut mana MACAO-VLTI dibina. Peningkatan yang sangat besar ini ketika menggunakan teknik AO ditunjukkan dengan jelas dalam PR Photo 12e / 03, dengan profil gambar yang tidak diperbetulkan (kiri) hampir tidak dapat dilihat jika dibandingkan dengan profil yang diperbetulkan (kanan).
Foto PR 11f / 03 menunjukkan keupayaan pembetulan MACAO-VLTI ketika menggunakan bintang panduan samar. Ujian yang menggunakan jenis spektrum yang berbeza menunjukkan bahawa magnitud visual yang terhad berbeza antara 16 untuk bintang B jenis awal dan sekitar 18 untuk bintang-M jenis akhir.
Objek Astronomi dilihat pada Had Difraksi
Contoh pemerhatian MACAO-VLTI berikut dari dua objek astronomi terkenal diperoleh untuk menilai sementara peluang penyelidikan yang kini dibuka dengan MACAO-VLTI. Mereka mungkin dibandingkan dengan gambar berdasarkan ruang.
Pusat Galaksi
Pusat galaksi kita sendiri terletak di buruj Sagittarius pada jarak kira-kira 30,000 tahun cahaya. Foto PR 12h / 03 menunjukkan pandangan inframerah pendedahan pendek ke rantau ini, yang diperoleh oleh MACAO-VLTI semasa fasa ujian awal.
Pemerhatian AO terkini yang menggunakan kemudahan NACO di VLT memberikan bukti yang meyakinkan bahawa lubang hitam supermasif dengan 2.6 juta jisim solar terletak di pusatnya, lih. ESO PR 17/02. Hasil ini, berdasarkan pemerhatian astrometrik bintang yang mengorbit lubang hitam dan mendekatinya dalam jarak hanya 17 jam cahaya, tidak akan dapat dilakukan tanpa gambar resolusi terbatas difraksi.
Eta Carinae
Eta Carinae adalah salah satu bintang terberat yang diketahui, dengan jisim yang mungkin melebihi 100 jisim suria. Ia kira-kira 4 juta kali lebih terang daripada Matahari, menjadikannya salah satu bintang paling terang yang diketahui.
Bintang besar seperti ini mempunyai jangka hayat yang cukup pendek sekitar 1 juta tahun sahaja dan - diukur dalam skala waktu kosmik - Eta Carinae mesti terbentuk baru-baru ini. Bintang ini sangat tidak stabil dan terdedah kepada ledakan ganas. Mereka disebabkan oleh tekanan radiasi yang sangat tinggi di lapisan atas bintang, yang meniup bahagian penting dari "permukaan" ke angkasa semasa letusan ganas yang mungkin berlangsung beberapa tahun. Ledakan terakhir berlaku antara tahun 1835 dan 1855 dan memuncak pada tahun 1843. Walaupun jaraknya agak besar - sekitar 7.500 hingga 10.000 tahun cahaya - Eta Carinae sebentar menjadi bintang kedua paling terang di langit pada masa itu (dengan magnitud -1 ), hanya dikalahkan oleh Sirius.
Leo Frosty
Frosty Leo adalah bintang berukuran 11 (pasca-AGB) yang dikelilingi oleh sampul gas, debu, dan sejumlah besar ais (maka namanya). Nebula yang berkaitan adalah bentuk "rama-rama" (morfologi bipolar) dan ia adalah salah satu contoh yang paling terkenal mengenai fasa peralihan ringkas antara dua peringkat evolusi akhir, cabang raksasa asimtotik (AGB) dan nebula planet berikutnya (PNe).
Untuk objek berjisim tiga suria seperti ini, fasa ini dipercayai hanya berlangsung beberapa ribu tahun, sekelip mata dalam kehidupan bintang. Oleh itu, objek seperti ini sangat jarang berlaku dan Frosty Leo adalah salah satu yang paling dekat dan paling terang di antara mereka.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
