Attēlu kredīts :: Keck
10 metru Keck II observatorija nesen spērusi nozīmīgu soli uz priekšu, kad tā sākusi novērojumus ar savu jauno adaptīvo optikas sistēmu. Sistēma izmanto lāzeru, lai debesīs izveidotu viltus zvaigzni apmēram 90 kilometru augstumā - dators to var izmantot, lai aprēķinātu, kā noņemt atmosfēras traucējumu efektu. Adaptīvā optika ir izmantota mazākos teleskopos, taču šī ir pirmā reize, kad tā tiek izmantota tikpat lielā teleskopā kā jaudīgais Keck II; observatorijas pielāgošanai bija nepieciešami deviņi gadi.
Nesen W.M. notika ievērojams astronomiskās vēstures pavērsiens. Keka observatorija, kad zinātnieki pirmo reizi izmantoja lāzeru, lai izveidotu mākslīgu virzošo zvaigzni Keka II 10 metru teleskopā, lai koriģētu zvaigznes izplūšanu ar adaptīvo optiku (AO). Lāzera virziena zvaigznes ir izmantotas mazākos teleskopos, taču šī ir viņu pirmā veiksmīgā izmantošana pašreizējo pasaules lielāko teleskopu paaudzē. Iegūtais attēls (1. attēls), kas uzņemts ar NIRC2 infrasarkano kameru, bija pirmais lāzera virzošo zvaigžņu adaptīvās optikas (LGS AO) sistēmas demonstrējums uz liela teleskopa. Kad tā būs pabeigta, LGS AO sistēma iezīmēs jaunu astronomijas laikmetu, kurā astronomi ar adaptīvās optikas skaidrību varēs redzēt praktiski jebkuru objektu debesīs.
“Šis ir viens no iepriecinošākajiem mirkļiem visos manos Kekas gados,” atgādināja W.M. direktors Dr. Frederiks Čafejs. Keck Observatory vakarā tika veikti novērojumi. “Tāpat kā jebkurš pirmais pozitīvais pirmais rezultāts, ir daudz darāmā, pirms sistēmu var uzskatīt par darboties spējīgu. Bet tāpat kā jebkurš pozitīvs pirmais gaišais rezultāts, tas parāda, ka to var izdarīt, un dod mums lielu optimismu, ka mūsu mērķi nav neiespējami sapņi, bet gan sasniedzamas realitātes. ”
Adaptīvā optika ir paņēmiens, kas radījis revolūciju uz zemes balstītas astronomijas dēļ, pateicoties tā spējai noņemt zvaigžņu gaismas izplūšanu, ko izraisa zemes atmosfēra. Tā prasība pēc relatīvi spilgtas “orientējošās zvaigznes” tajā pašā redzamības laukā kā zinātniskais pētījuma objekts parasti ierobežo AO izmantošanu līdz aptuveni vienam procentam no debesīs redzamajiem objektiem.
Lai pārvarētu šo ierobežojumu, 1994. gadā W.M. Keka observatorija sāka sadarboties ar Lawrence Livermore National Labs (LLNL), lai izstrādātu mākslīgu ceļvežu zvaigžņu sistēmu. Izmantojot lāzeru, lai izveidotu “virtuālu zvaigzni”, astronomi var izpētīt jebkuru objektu daudz vājāku (līdz 19. stipruma) objektu tuvumā ar adaptīvo optiku un samazināt tā atkarību no spilgtām, dabiski sastopamām orientējošām zvaigznēm. To darot, palielinās Keck adaptīvās optikas sistēmas debess pārklājums no aptuveni viena procenta visu debesu objektu līdz vairāk nekā 80 procentiem.
"Šī jaunā spēja izmantot lāzera virzošo zvaigzni ar lielu teleskopu ir uzaicinājusi astronomus sākt daudz skaidrāk izpētīt nakts debesis," sacīja W.M. optikas inženieris Adam Contos. Keka observatorija. "Nākotnē es sagaidu, ka vairums lielāko observatoriju uzstāda līdzīgas sistēmas, lai izmantotu šo neticamo AO spēju uzlabojumu."
Pēc vairāk nekā septiņu gadu attīstības, 2001. gada janvārī Keck un LLNL komandas svinēja Keck lāzera virziena zvaigžņu sistēmas pabeigšanu. Mākslīgā zvaigzne rodas, ja gaisma, kas rodas no 15 vatu krāsas lāzera, dabiski sastopamam nātrija atomu slānim liek mirdzēt aptuveni 90 km (56 jūdzes) virs zemes virsmas. Lai lāzera sistēmu varētu integrēt Keck II adaptīvajā optikas sistēmā, būs nepieciešami vēl divi gadi sarežģītas izpētes un projektēšanas.
20. septembra agrā rīta stundā visas apakšsistēmas beidzot sanāca kopā, lai atklātu Keck LGS AO sistēmas unikālo spēju un tās iespējas atrisināt ārkārtīgi vājus objektus. Sistēma bija bloķēta uz 15. pakāpes zvaigznes, pazīstamā T Tauri binārā dalībnieka ar nosaukumu HK Tau dalībniekam un atklāja ziņas par pavadošās zvaigznes apļveida disku. Tā bija pirmā reize, kad adaptīvā optikas sistēma uz ļoti liela teleskopa kādreiz izmantoja mākslīgu virzošo zvaigzni, lai atrisinātu vāju objektu.
Galvenais izaicinājums, ar kuru saskārās LGS AO komanda, bija tas, cik veiksmīgi centīsies integrēt un sasniegt labus veiktspējas mērījumus katrai nepieciešamajai apakšsistēmai. Bažas par lāzera jaudu un tā vietas kvalitāti, lāzera satiksmes vadības sistēmas darbību, jauno sensoru spēju bloķēt zemākas virzošās zvaigznes un spēju optimizēt attēla kvalitāti, precīzi izprotot novirzes, kas varētu nevis tika izmērīti, izmantojot lāzera virzošo zvaigzni, visi tika ņemti vērā vakara novērojumos.
“Pirmais apgaismojums bija lielisks komandas centiens,” sacīja Dr Peter Wizinowich, W.M adaptīvās optikas komandas vadītājs. “Bija ļoti patīkami, ja katra no daudzajām apakšsistēmām tik labi darbojās mūsu pirmajā mēģinājumā. Citējot Virgilu, “Audentes Fortuna Juvat”, laime dod priekšroku drosmīgajiem. ”
LGS AO pirmo gaismas attēlu kvalitāte bija ārkārtīgi augsta. Kad Keck LGS AO sistēma bija nofiksēta uz 14. lieluma zvaigznīti, tā fiksēja “Strehl proporcijas” 36 procentus (ar 2,1 mikronu viļņa garumu, 30 sekunžu ekspozīcijas laiku, 3. attēls), salīdzinot ar četriem procentiem nekoriģētiem attēliem. Strehla koeficienti mēra pakāpi, kādā optiskā sistēma tuvojas teleskopa “ierobežotas difrakcijas” pilnībai vai teorētiskajai veiktspējas robežai.
Vēl viena veiktspējas metrika, “pilnais platums pie puse no maksimālā” (FWHM), šai 14. magnitūdas zvaigznei bija 50 miliciosekundēs, salīdzinot ar 183 miliciosekundēm nekoriģētam attēlam. FWHM mērījumi palīdz astronomiem noteikt objekta faktiskās malas, kur atklāšana var būt neprecīza vai grūti nosakāma. 50 mililas sekunžu izmērs ir aptuveni līdzvērtīgs spējai atšķirt automašīnu lukturu pāri Ņujorkā, stāvot Losandželosā.
Visu vakaru lāzera virzītāja zvaigzne bija vienmērīga un gaiša, spīdot aptuveni 9,5 amplitūdā, apmēram 25 reizes vājāk nekā to, ko redz cilvēka acs, bet ideāli piemērota Keck adaptīvajai optikas sistēmai, lai izmērītu un koriģētu atmosfēras kropļojumus.
Tiek veikts papildu darbs, pirms Keck LGS AO sistēmu var uzskatīt par pilnībā darboties spējīgu. Keck LGS AO sistēma būs pieejama ierobežota dalīta riska zinātnei nākamgad, ar pilnīgu ieviešanu Keck lietotāju kopienā 2005. gadā.
"Pat tikai ar šo pirmo pārbaudi astronomi jau vēlas izmantot lāzera virzošo zvaigžņu sistēmu, lai pētītu attālās galaktikas ar vēl nebijušu izšķirtspēju un jaudu," sacīja Dr. Deivids Le Mignants, adaptīvā optikas instrumentu zinātnieks W.M. Keka observatorija, Kalifornijas astronomijas pētījumu asociācija. "Līdz nākamajam gadam adaptīvā optika tiks izmantota, lai izpētītu agrīno galaktiku bagātīgo veidošanās vēsturi."
Šī izrāviena nozīmi pasaules astronomijā rezumēja Dvīņu observatorijas direktors Dr Matt Mountain, kurš pārvalda divus 8 metru teleskopus, vienu Mauna Kea un otru Cerro Pachon Čīlē: “Šis ir kritisks pavērsiens visai zemes astronomijai, ne tikai mūsu pašreizējās paaudzes astoņu līdz 10 metru klases teleskopiem, bet arī mūsu sapņiem par 30 metru teleskopiem. ”
Par Keck LGS AO sistēmu atbildīgie komandas locekļi ir Antonīns Bučezs, Džeisons Čins, Ādams Kontoss, Skots Hartmans, Ēriks Johansons, Roberts Lafons, Deivids Le Mignants, Kriss Neimans, Pols Stomskis, Doug Summers, Marcos van Dam un Peter Wizinowich. no WM Komanda īpaši pateicās saviem līdzstrādniekiem LLNL: Dee Pennington, Curtis Brown un Pam Danforth.
Lāzera vadotnes zvaigznes adaptīvās optikas sistēmu finansēja W.M. Keka fonds.
The W.M. Keka observatoriju vada Kalifornijas astronomijas pētījumu asociācija, Kalifornijas Tehnoloģiju institūta zinātniskā partnerība.
Oriģinālais avots: Keck News Release
