Кредитний імідж :: Keck
Нещодавно 10-метрова обсерваторія Keck II зробила важливий крок вперед, коли розпочала спостереження за своєю новою адаптивною оптичною системою. Система використовує лазер для створення фальшивої зірки приблизно на 90 кілометрів вгору на небі - комп'ютер може потім використовувати це для обчислення того, як усунути вплив атмосферних порушень. Адаптивна оптика була використана на менших телескопах, але це перший раз, коли її використовують на телескопі, такому великому, як могутній Кек II; на адаптацію обсерваторії знадобилося дев'ять років.
Нещодавно на W.M. відбулася основна віха історії астрономічної історії. Обсерваторія Кека, коли вчені вперше застосували лазер для створення штучної направляючої зірки на 10-метровому телескопі Keck II для виправлення розмиття зірки за допомогою адаптивної оптики (AO). Зірки лазерного наведення використовували на менших телескопах, але це їх перше успішне використання на поточному поколінні найбільших телескопів у світі. Отримане зображення (мал. 1), зняте інфрачервоною камерою NIRC2, було першою демонстрацією лазерної орієнтовної оптичної системи зірки (LGS AO) на великому телескопі. По завершенні система LGS AO ознаменує нову епоху астрономії, в якій астрономи зможуть побачити практично будь-який об’єкт на небі з чіткістю адаптивної оптики.
"Це один із найвдячніших моментів за всі мої роки в Кеці", - зауважив доктор Фредерік Чафі, директор W.M. У обсерваторії Кека ввечері були зроблені спостереження. «Як і будь-який позитивний результат першого світла, ще багато потрібно зробити, перш ніж система може вважатися функціонуючою. Але, як і будь-який позитивний перший світлий результат, він показує, що це можна зробити, і дає нам великий оптимізм, що наші цілі - це не неможливі мрії, а натомість досяжні реалії ».
Адаптивна оптика - це техніка, яка зробила революцію в наземній астрономії завдяки її здатності усунути затуманення зоряного світла, викликане земною атмосферою. Його вимога щодо відносно яскравої «зорі-путівника» в тому ж полі зору, що й науковий об’єкт дослідження, як правило, обмежувало використання АО приблизно до одного відсотка об’єктів у небі.
Щоб подолати це обмеження, у 1994 р. W.M. Обсерваторія Кека почала співпрацювати з Національною лабораторією Лоуренса Лівермора (LLNL), щоб розробити систему штучних путівників. Використовуючи лазер для створення «віртуальної зірки» астрономи можуть вивчати будь-який об’єкт поблизу набагато слабших (до 19-ї величини) об'єктів з адаптивною оптикою та зменшити його залежність від яскравих, природних попутних зірок. Це дозволить збільшити покриття неба для адаптивно-оптичної системи Keck з приблизно одного відсотка всіх об'єктів на небі до більш ніж 80 відсотків.
"Ця нова можливість використовувати зірку лазерного наведення з великим телескопом запропонувала астрономам почати досліджувати нічне небо набагато всебічніше", - сказав Адам Контос, інженер з оптики в W.M. Обсерваторія Кека. "В майбутньому я б очікував, що більшість великих обсерваторій встановлюють подібні системи, щоб скористатися цим неймовірним розширенням своїх можливостей AO".
У січні 2001 року, після більш ніж семи років розвитку, колективи Keck та LLNL відсвяткували завершення системи зірок лазерного направляючого Keck. Штучна зірка виходить, коли світло від лазерного барвника на 15 ват змушує природний шар атомів натрію світитися приблизно на 90 км (56 миль) над земною поверхнею. Минуло б ще два роки складних досліджень та розробок, перш ніж лазерну систему можна було б інтегрувати в адаптивну оптичну систему Keck II.
Ранні ранкові години 20 вересня всі підсистеми нарешті зібралися, щоб виявити унікальну здатність системи Keck LGS AO та її потенціал для вирішення надзвичайно слабких об'єктів. Система заблокувала 15-зіркову зірку, член відомого бінарного Т-Таурі під назвою HK Tau та розкрила деталі навколозоряного диска зірки-супутника. Це вперше адаптивна система оптики на дуже великому телескопі коли-небудь використовувала штучну направляючу зірку для вирішення слабкого об'єкта.
Ключовим завданням, з яким зіткнулася команда LGS AO, було те, наскільки успішними будуть зусилля щодо інтеграції та досягнення хороших вимірювань продуктивності для кожної необхідної підсистеми. Стурбованість потужністю лазера та його точковою якістю, роботою лазерної системи управління трафіком, здатністю нових датчиків фіксувати слабкі путівкові зірки та здатністю оптимізувати якість зображення за допомогою точного розуміння аберацій, які могли б не вимірювались за допомогою лазерної направляючої зірки, усі були враховані у спостереження ввечері.
"Перше світло було чудовим зусиллям команди", - сказав доктор Пітер Візінович, керівник групи з адаптивної оптики в W.M. «Було дуже задоволення, коли кожна з багатьох підсистем так добре працювала з нашої першої спроби. Цитуючи Вергілія, "Audentes Fortuna Juvat", доля надає перевагу сміливим ".
Якість перших світлих зображень LGS AO була надзвичайно високою. При замиканні на зірку 14-ї величини система Keck LGS AO зафіксувала “коефіцієнти Strehl” 36 відсотків (при 2,1 мкм, 30-секундний час експозиції, рис. 3), порівняно з чотирма відсотками для некоректованих зображень. Коефіцієнти Шреля вимірюють ступінь, на який оптична система наближається до "досконалості", досконалості, або теоретичної межі працездатності телескопа.
Інший показник продуктивності, "повна ширина в половині максимуму" (FWHM), для цієї 14-ї зірки величини становив 50 мілісекундних секунд, порівняно з 183 мілісекундних секунд для некоректованого зображення. Вимірювання FWHM допомагають астрономам визначити фактичні краї об'єкта, де виявлення може бути неточним або важко визначити. Вимірювання 50 мілісекундних секунд приблизно еквівалентно тому, що можна виділити пару автомобільних фар в Нью-Йорку, стоячи в Лос-Анджелесі.
Протягом усього вечора зірка лазерного путівника трималася стійко і яскраво, сяючи приблизно приблизно в 9,5, приблизно в 25 разів слабкіше, ніж те, що може бачити людське око, але ідеально підходить для адаптивно-оптичної системи Кека для вимірювання та виправлення атмосферних спотворень.
Проводяться додаткові роботи до того, як система Keck LGS AO може вважатися повністю функціонуючою. Система Keck LGS AO буде доступна для обмеженої науки про ризики в наступному році, з повним розгортанням у спільноті користувачів Keck у 2005 році.
"Навіть тільки завдяки цьому першому випробуванню астрономи вже вимагають використовувати лазерну систему зірок для вивчення далеких галактик з безпрецедентною роздільною здатністю і потужністю", - сказав доктор Девід Ле Міньянт, науковець з адаптивних оптичних приладів у W.M. Обсерваторія Кека, Каліфорнійська асоціація досліджень астрономії. "До наступного року адаптивна оптика буде використана для вивчення багатої історії формування ранніх галактик."
Важливість цього прориву для світової астрономії підсумував доктор Метт-Маунтін, директор Обсерваторії Близнюків, яка управляє двомісними 8-метровими телескопами, один на Мауна-Кеа і один на Серро-Пашон в Чилі: «Це важлива віха для всієї наземної астрономії, не тільки для нашого нинішнього покоління телескопів класу восьми до 10 метрів, але і для наших мрій про 30-метрові телескопи. "
Члени команди, відповідальні за систему AO Keck LGS, - Антонін Бушес, Джейсон Чін, Адам Контос, Скотт Хартман, Ерік Йоханссон, Роберт Лафон, Девід Ле Міньянь, Кріс Нейман, Пол Стомскі, Даг Саммерс, Маркос ван Дам та Пітер Візінович, всі від WM Команда висловила особливу подяку своїм співробітникам LLNL: Ді Пеннінгтон, Кертіс Браун та Пам Данфорт.
Лазерно-направляюча система оптичної оптики зірочка фінансувалась W.M. Keck Foundation.
The W.M. Кекерською обсерваторією керує Каліфорнійська асоціація досліджень астрономії, наукове партнерство Каліфорнійського технологічного інституту.
Оригінальне джерело: Keck News Release
