Kép jóváírás: Keck
A 10 méteres Keck II obszervatórium nemrégiben fontos lépést tett előre, amikor megfigyelését kezdte új adaptív optikai rendszerével. A rendszer lézerrel hamis csillagot hoz létre körülbelül 90 kilométerre az égen - ezután egy számítógép ezt felhasználhatja arra, hogy kiszámítsa, hogyan lehet megszüntetni a légköri zavarok hatását. Az adaptív optikát kisebb távcsövekön is használták, de ez az első alkalom, hogy olyan nagy távcsövön alkalmazták, mint a hatalmas Keck II; kilenc évbe telt, mire az obszervatórium átalakult.
A csillagászati történelem egyik jelentős mérföldköve a közelmúltban történt a W.M. A Keck Observatory, amikor a tudósok először lézerrel készítettek egy mesterséges vezetőcsillagot a Keck II 10 méteres távcsövején, hogy a csillag elmosódását az adaptív optika (AO) segítségével korrigálják. A lézervezető csillagokat kisebb távcsövekben is használták, de ez az első sikeres használata a világ legnagyobb távcsöveinek jelenlegi generációján. A kapott kép (1. ábra), amelyet a NIRC2 infravörös kamera készített, az volt a lézervezető csillag adaptív optika (LGS AO) rendszer első bemutatása egy nagy távcsőn. A megvalósítás után az LGS AO rendszer a csillagászat új korszakát jelzi, amelyben a csillagászok az adaptív optika tisztaságával gyakorlatilag bármilyen tárgyat láthatnak az égen.
"Ez a keckben töltött éveim egyik legkedvezőbb pillanata" - jegyezte meg Dr. Frederic Chaffee, a W.M. igazgatója. A Keck Observatory este a megfigyeléseket megtették. „Mint minden pozitív első könnyű eredmény, sok a tennivaló még mielőtt a rendszer működőképesnek tekinthető. De ugyanúgy, mint bármely pozitív első világos eredmény, ez azt is mutatja, hogy meg lehet tenni, és nagyszerű optimizmust ad nekünk, hogy céljaink nem lehetetlen álmok, hanem elérhető realitások. ”
Az adaptív optika olyan technika, amely forradalmasította a földi csillagászatot azzal a képességgel, hogy képes eltávolítani a csillagfény elmosódását, amelyet a föld atmoszora okozott. A viszonylag fényes „vezető csillag” követelménye ugyanolyan látómezőben, mint a kutatási tárgy, általában korlátozta az AO használatát az égbolt tárgyainak körülbelül egy százalékára.
E korlátozás leküzdése érdekében 1994-ben a W.M. A Keck Observatory a Lawrence Livermore National Labs-szal (LLNL) együttműködött egy mesterséges vezető csillagrendszer kifejlesztésén. Lézer használatával virtuális csillag létrehozására, a csillagászok bármilyen objektumot tanulmányozhatnak sokkal halványabb (19. nagyságig) objektumok közelében adaptív optikával, és csökkentik annak függőségét a fényes, természetben előforduló vezető csillagoktól. Ezzel a Keck adaptív optikai rendszer éghajlatának lefedettsége az égben lévő tárgyak becsült egy százalékáról több mint 80 százalékra növekszik.
"A lézervezető csillagnak egy nagy távcsővel történő új felhasználásának képessége felkérte a csillagászokat, hogy kezdjenek sokkal átfogóbb módon felmérni az éjszakai égboltot" - mondta Adam Contos, a W.M optikai mérnöke. Keck Obszervatórium. "A jövőben arra számíthatnék, hogy a legtöbb nagyobb obszervatórium hasonló rendszereket telepít, hogy kihasználhassa az AO képességeik hihetetlen fejlesztését."
2001 januárjában, a több mint hét fejlesztési év után a Keck és az LLNL csapatok ünnepelték a Keck lézervezető csillagrendszer befejezését. A mesterséges csillag akkor keletkezik, amikor a 15 wattos festéklézerből származó fény a természetben előforduló nátrium-atomrétegeknek körülbelül 90 km-re (56 mérföld) világítanak a földfelszín felett. További két évig tart majd a kifinomult kutatás és tervezés, mielőtt a lézerrendszert be lehet építeni a Keck II adaptív optikai rendszerbe.
Szeptember 20-i kora reggeli órákban az alrendszerek végre összeálltak, hogy felfedjék a Keck LGS AO rendszer egyedülálló képességét és annak képességét, hogy rendkívül gyenge tárgyakat oldja meg. A rendszer egy 15. nagyságú csillagra záródott, amely egy ismert H Tau nevű T Tauri bináris fájl tagja, és felfedte a társcsillag körkörös korongjának részleteit. Ez volt az első alkalom, amikor egy nagyon nagy távcsövön alkalmazott adaptív optikai rendszer valaha mesterséges vezetőcsillagot használt a gyenge tárgy megoldására.
Az LGS AO csapata egyik legfontosabb kihívása az volt, hogy mennyire sikeresek lesznek az egyes szükséges alrendszerek integrálása és jó teljesítménymérések elérése érdekében. Aggódik a lézer teljesítménye és a foltminőség, a lézeres forgalomirányító rendszer működése, az új érzékelők azon képessége, hogy rögzítsék a halványabb irányító csillagokat, és hogy képesek legyenek optimalizálni a képminőséget a lehetséges eltérések pontos megértése révén nem mérhetők a lézervezető csillag segítségével, és mind figyelembe vették az esti megfigyelésbe.
„Az első fény nagyszerű csapatmunka volt” - mondta Dr. Peter Wizinowich, a W.M adaptív optikai csapatának vezetője. „Nagyon elégedett volt, hogy a sok alrendszer mindegyike ilyen jól teljesített az első kísérletünk során. Virgilt idézve, az „Audentes Fortuna Juvat” szerencse a merészeket részesíti előnyben. ”
Az LGS AO első fényképeinek minősége rendkívül magas volt. Miközben a 14. nagyságú csillagra rögzítették, a Keck LGS AO rendszer 36 százalékos „Strehl-arányt” rögzített (2,1 mikron hullámhosszon, 30 másodperces expozíciós idő, 3. ábra), a nem javított képek négy százalékához képest. A Strehl-arányok azt mutatják, hogy az optikai rendszer milyen mértékben közelíti meg a távcső „diffrakció-korlátozott” tökéletességét vagy az elméleti teljesítménykorlátot.
Egy másik teljesítménymutató, a „teljes szélesség maximális felénél” (FWHM), e 14. magnitúdójú csillag 50 milliszekundum volt, szemben a javítatlan kép 183 milliárd másodpercével. Az FWHM mérések segítenek a csillagászoknak meghatározni egy objektum tényleges széleit, ahol az észlelés pontatlan vagy nehezen meghatározható. Az 50 milliárd másodpercenkénti mérés nagyjából megegyezik azzal, hogy Los Angelesben állva meg lehet különböztetni egy pár autós fényszórót New Yorkban.
Az esti folyamán a lézervezető csillag állandó és fényes volt, körülbelül 9,5 nagyságrendű, körülbelül 25-szer olcsóbban ragyogott, mint amit az emberi szem lát, de ideális a Keck adaptív optikai rendszeréhez a légköri torzulások mérésére és kijavítására.
További munkák zajlanak, mielőtt a Keck LGS AO rendszert teljes mértékben működőképesnek tekinthetjük. A Keck LGS AO rendszer korlátozottan megosztott kockázati tudományra lesz elérhető jövőre, a Keck felhasználói közösségbe történő teljes telepítésével 2005-ben.
"Még csak az első teszttel kapcsolatban a csillagászok már felszólítanak arra, hogy a lézeres irányító csillagrendszert példátlan felbontású és hatalmas távoli galaxisok tanulmányozására használják." - mondta Dr. David Le Mignant, a W.M adaptív optikai műszer tudósa. Keck Observatory, Kaliforniai Csillagászati Kutató Egyesület. "Jövőre az adaptív optikát fogják használni a korai galaxisok gazdag képződési történetének tanulmányozására."
A Mattias Mountain, a Gemini Obszervatórium igazgatója, a Gemini Observatory igazgatója, aki iker 8 méteres távcsövet működtet, egyiket Mauna Kea-n, a Cerro Pachon-t chilen, Dr. Matt Mountain összefoglalta: „Ez egy kritikus mérföldkő az összes földi csillagászat számára, nemcsak a jelenlegi nyolc és tíz méteres osztályú távcsövek számára, hanem a 30 méteres távcsövek álmain is. "
A Keck LGS AO rendszerért felelős csapattagok Antonin Bouchez, Jason Chin, Adam Contos, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Chris Neyman, Paul Stomski, Doug Summers, Marcos van Dam és Peter Wizinowich. a WM-ből A csapat külön köszönetet mondott az LLNL munkatársainak: Dee Penningtonnak, Curtis Brownnak és Pam Danforthnak.
A lézervezető csillag adaptív optikai rendszerét a W.M finanszírozta. Keck Alapítvány.
The W.M. A Keck Observatoryt a Kaliforniai Csillagászati Kutatási Társaság működteti, amely a Kaliforniai Technológiai Intézet tudományos partnersége.
Eredeti forrás: Keck sajtóközlemény
