6.3K
Система адаптивной оптики AOF (The Adaptive Optics Facility) – долгосрочный проект, целью которого является обеспечение Очень Большого Телескопа ESO (VLT) адаптивно-оптическим устройством для приемников, установленных на четвертом Основном телескопе (UT4), в частности, для спектрографа MUSE. Адаптивная оптика позволяет компенсировать размывание изображений в атмосфере Земли, в результате чего приемник MUSE получает гораздо более четкие изображения. Их контраст повышается вдвое, и MUSE может теперь исследовать еще более слабые космические объекты.
«Теперь благодаря AOF астрономы могут получать изображения высочайшего качества, даже если состояние атмосферы не идеально», – рассказывает Гаральд Кунтшнер, научный руководитель проекта от ESO.
В результате серии испытаний новой системы группа астрономов и инженеров получила ряд великолепных изображений. Наблюдались планетарные туманности IC 4406 в созвездии Волка и NGC 6369 в Змееносце. Снимки, полученные с приемником MUSE и системой AOF, продемонстрировали резкое увеличение разрешающей силы и выявили в IC 4406 ранее неизвестные структуры.
Система AOF, которая позволила добиться такого успеха, имеет несколько важных составных элементов: четырехлазерное устройство формирования искусственных звезд 4LGSF и очень тонкое деформируемое вторичное зеркало UT4. В 4LGSF используются четыре 22-ваттных лазерных пучка, вызывающие свечение атомов натрия в верхней атмосфере Земли. В небе появляются четыре светящиеся точки, имитирующие звезды. Датчики адаптивно-оптического модуля GALACSI, регистрируя световые сигналы от этих «искусственных звезд», определяют параметры их атмосферных искажений.
Компьютерные системы AOF тысячу раз в секунду вычисляют коррекции, которые необходимо внести в форму гибкого вторичного зеркала телескопа для того, чтобы компенсировать атмосферные искажения. В частности, GALACSI корректирует влияние атмосферной турбулентности в слоях атмосферы высотой до одного километра над телескопом. В зависимости от атмосферных условий турбулентность может меняться с высотой, но исследования показали, что большая часть возмущений происходит именно в приземном слое.
«Использование системы AOF практически эквивалентно подъему телескопа VLT еще примерно на 900 метров, что выносит его за пределы наиболее турбулентного слоя в атмосфере. В прошлом, если мы хотели получить более четкие изображения, нам пришлось бы искать лучшее место или использовать космический телескоп. Но теперь, когда у нас есть AOF, мы можем создавать значительно лучшие изображения именно там, где мы находимся – и гораздо дешевле!», – сказал Робин, менеджер проекта AOF.
Коррекции, которые с огромной скоростью непрерывно вносит в изображения AOF, улучшают его качество таким образом, что свет концентрируется в меньших по размеру участках приемника: в результате этого MUSE может разрешать более мелкие детали и регистрировать более слабые звезды, чем это было возможно ранее. Сейчас блок GALACSI обеспечивает коррекцию на большом поле зрения. Но это лишь первый шаг в применении адаптивно-оптических методов для MUSE. Сейчас продолжается работа над введением второго режима GALACSI, режима малого поля, первые наблюдения в котором должны состояться в начале 2018 года. Он позволит корректировать турбулентность на любой высоте и получать изображения в малых полях с еще более высоким разрешением.
«Еще шестнадцать лет назад, когда мы предложили построить революционно новый инструмент MUSE, мы уже предполагали сочетать его с другой передовой системой: с AOF. Научный потенциал MUSE, и без того огромный, теперь еще повысился. Наша мечта осуществляется», – добавил Ролан Бэкон, руководитель проекта MUSE.
Одной из главных научных задач новой системы является наблюдение слабых объектов дальней Вселенной при наиболее высоком качестве, что требует длительных многочасовых экспозиций. В частности, ученых интересуют слабые и небольшие галактики на самых больших расстояниях.