Kredit gambar: ESO
Sebuah tim insinyur dari Observatorium Selatan Eropa baru-baru ini menguji fasilitas optik adaptif baru pada Very Large Telescope (VLT) di Observatorium Paranal di Chili. Teknologi ini mengadaptasi gambar yang diambil oleh teleskop untuk menghilangkan distorsi yang disebabkan oleh atmosfer Bumi? seolah-olah mereka terlihat dari luar angkasa. Langkah selanjutnya adalah menghubungkan sistem yang sama ke semua teleskop di fasilitas tersebut dan kemudian menghubungkannya dalam susunan besar. Ini harus memungkinkan observatorium untuk menyelesaikan objek 100 kali lebih redup daripada hari ini.
Pada tanggal 18 April 2003, tim insinyur dari ESO merayakan keberhasilan pencapaian "Cahaya Pertama" untuk fasilitas MACAO-VLTI Adaptive Optics pada Very Large Telescope (VLT) di Paranal Observatory (Chile). Ini adalah sistem Adaptive Optics (AO) kedua yang dioperasikan di observatorium ini, mengikuti fasilitas NACO (ESO PR 25/01).
Ketajaman gambar yang dapat dicapai dari teleskop berbasis darat biasanya dibatasi oleh efek turbulensi atmosfer. Namun, dengan teknik Adaptive Optics (AO), kelemahan utama ini dapat diatasi sehingga teleskop menghasilkan gambar yang setajam mungkin secara teoritis, misalnya, seperti diambil dari ruang angkasa.
Singkatan "MACAO" adalah singkatan dari "Multi Application Curvature Adaptive Optics" yang mengacu pada cara khusus koreksi optik dibuat yang "menghilangkan" efek kabur dari turbulensi atmosfer.
Fasilitas MACAO-VLTI dikembangkan di ESO. Ini adalah sistem yang sangat kompleks di mana empat, satu untuk setiap VLT Unit Teleskop 8,2 m, akan dipasang di bawah teleskop (di ruang Coud?). Sistem ini mengoreksi distorsi sinar cahaya dari teleskop besar (diinduksi oleh turbulensi atmosfer) sebelum diarahkan ke fokus bersama di VLT Interferometer (VLTI).
Instalasi empat unit MACAO-VLTI yang mana yang pertama sekarang ada, akan berjumlah tidak kurang dari sebuah revolusi dalam interferometri VLT. Keuntungan besar dalam efisiensi akan menghasilkan, karena keuntungan terkait 100 kali lipat dalam VLTI.
Sederhananya, dengan MACAO-VLTI akan menjadi mungkin untuk mengamati benda langit 100 kali lebih redup daripada sekarang. Dengan segera, para astronom akan dapat memperoleh pinggiran gangguan dengan VLTI (ESO PR 23/01) dari sejumlah besar objek yang sampai saat ini di luar jangkauan dengan teknik pengamatan yang kuat ini, mis. galaksi eksternal. Gambar dan spektra beresolusi tinggi berikutnya akan membuka perspektif yang sama sekali baru dalam penelitian ekstragalaktik dan juga dalam studi tentang banyak objek samar di galaksi kita sendiri, Bima Sakti.
Selama periode ini, yang pertama dari empat fasilitas MACAO-VLTI dipasang, diintegrasikan dan diuji melalui serangkaian pengamatan. Untuk pengujian ini, kamera inframerah dikembangkan secara khusus yang memungkinkan evaluasi kinerja yang terperinci. Itu juga memberikan beberapa pandangan pertama dan spektakuler dari berbagai benda langit, beberapa di antaranya ditampilkan di sini.
MACAO - fasilitas Multi Application Curvature Adaptive Optics
Sistem Adaptive Optics (AO) bekerja dengan menggunakan komputer deformable mirror (DM) yang dikendalikan komputer yang melawan distorsi gambar yang disebabkan oleh turbulensi atmosfer. Ini didasarkan pada koreksi optik real-time yang dihitung dari data gambar yang diperoleh oleh "sensor muka gelombang" (kamera khusus) dengan kecepatan sangat tinggi, ratusan kali setiap detik.
Sistem Optik Adaptif Kurvatur Multi Aplikasi ESO (MACAO) menggunakan cermin deformable bimorph 60 elemen (DM) dan sensor muka gelombang bengkok 60 elemen, dengan "detak jantung" 350 Hz (kali per detik). Dengan kekuatan koreksi spasial dan temporal yang tinggi ini, MACAO hampir dapat mengembalikan kualitas gambar yang dimungkinkan secara teoritis ("terbatas difraksi") dari Teleskop Unit VLT 8,2 m di wilayah spektrum inframerah-dekat spektrum, pada panjang gelombang sekitar 2? M. Resolusi gambar yang dihasilkan (ketajaman) dari urutan 60 mili-arcsec adalah peningkatan lebih dari faktor 10 dibandingkan dengan pengamatan standar melihat terbatas. Tanpa manfaat dari teknik AO, ketajaman gambar hanya dapat diperoleh jika teleskop ditempatkan di atas atmosfer Bumi.
Pengembangan teknis MACAO-VLTI dalam bentuknya yang sekarang dimulai pada tahun 1999 dan dengan ulasan proyek pada interval 6 bulan, proyek dengan cepat mencapai kecepatan jelajah. Desain yang efektif adalah hasil dari kolaborasi yang sangat bermanfaat antara departemen AO di ESO dan industri Eropa yang berkontribusi dengan fabrikasi yang rajin dari berbagai komponen teknologi tinggi, termasuk DM bimorf dengan 60 aktuator, dudukan ujung-tilt reaksi cepat dan banyak lainnya. Perakitan, pengujian, dan penyesuaian kinerja sistem waktu-nyata yang kompleks ini diasumsikan oleh staf ESO-Garching.
Instalasi di Paranal
Peti pertama dari pengiriman 60+ meter kubik dengan komponen MACAO tiba di Observatorium Paranal pada 12 Maret 2003. Tak lama kemudian, para insinyur dan teknisi ESO memulai perakitan yang melelahkan dari instrumen yang rumit ini, di bawah teleskop KUEYEN VLT 8,2 m ( sebelumnya UT2).
Mereka mengikuti skema yang direncanakan dengan cermat, yang melibatkan pemasangan elektronik, sistem pendingin air, komponen mekanis dan optik. Pada akhirnya, mereka melakukan penyelarasan optik yang menuntut, memberikan instrumen yang dirakit sepenuhnya satu minggu sebelum pengamatan uji pertama yang direncanakan. Minggu tambahan ini memberikan kesempatan yang sangat disambut dan berguna untuk melakukan banyak tes dan kalibrasi dalam persiapan pengamatan yang sebenarnya.
AO untuk layanan Interferometri
VLT Interferometer (VLTI) menggabungkan cahaya bintang yang ditangkap oleh dua atau lebih 8.2- VLT Unit Telescopes (kemudian juga dari empat Teleskop Bantu bergerak 1,8 m) dan memungkinkan untuk sangat meningkatkan resolusi gambar. Sinar cahaya dari teleskop disatukan "dalam fase" (koheren). Dimulai dari cermin utama, mereka mengalami banyak pantulan di sepanjang jalur yang berbeda pada jarak total beberapa ratus meter sebelum mencapai Laboratorium interferometrik tempat mereka digabungkan dalam fraksi panjang gelombang, mis., Dalam nanometer!
Keuntungan dengan teknik interferometrik sangat besar - menggabungkan sinar dari dua teleskop yang dipisahkan oleh 100 meter memungkinkan pengamatan detail yang jika tidak hanya dapat diselesaikan oleh teleskop tunggal dengan diameter 100 meter. Pengurangan data yang canggih diperlukan untuk menginterpretasikan pengukuran interferometrik dan untuk menyimpulkan parameter fisik penting dari objek yang diamati seperti diameter bintang, dll., Lih. ESO PR 22/02.
VLTI mengukur tingkat koherensi balok gabungan sebagaimana diungkapkan oleh kontras dari pola pinggiran interferometrik yang diamati. Semakin tinggi tingkat koherensi antara balok individu, semakin kuat sinyal yang diukur. Dengan menghilangkan aberasi muka gelombang yang diperkenalkan oleh turbulensi atmosfer, sistem MACAO-VLTI sangat meningkatkan efisiensi penggabungan masing-masing balok teleskop.
Dalam proses pengukuran interferometrik, cahaya bintang harus disuntikkan ke serat optik yang sangat kecil untuk mencapai fungsinya; hanya berdiameter 6? m (0,006 mm). Tanpa aksi "pemfokusan kembali" dari MACAO, hanya sebagian kecil dari cahaya bintang yang ditangkap oleh teleskop dapat disuntikkan ke dalam serat dan VLTI tidak akan bekerja pada puncak efisiensi yang telah dirancang.
MACAO-VLTI sekarang akan memungkinkan peningkatan faktor 100 dalam fluks cahaya yang disuntikkan - ini akan diuji secara rinci ketika dua Teleskop Unit VLT, keduanya dilengkapi dengan MACAO-VLTI, bekerja bersama. Namun, kinerja yang sangat baik benar-benar dicapai dengan sistem pertama membuat para insinyur sangat yakin bahwa keuntungan dari pesanan ini memang akan tercapai. Tes pamungkas ini akan dilakukan segera setelah sistem MACAO-VLTI kedua telah diinstal akhir tahun ini.
MACAO-VLTI First Light
Setelah satu bulan pekerjaan instalasi dan mengikuti tes dengan menggunakan sumber cahaya buatan yang dipasang di fokus Nasmyth dari KUEYEN, MACAO-VLTI memiliki "First Light" pada 18 April ketika menerima cahaya "nyata" dari beberapa obsesi astronomi.
Selama tes kinerja sebelumnya untuk mengukur peningkatan gambar (ketajaman, konsentrasi energi cahaya) dalam pita spektrum inframerah-dekat pada 1,2, 1,6 dan 2,2 m, MACAO-VLTI diperiksa dengan menggunakan Kamera Uji Inframerah yang dibuat khusus yang dikembangkan untuk ini. tujuan oleh ESO. Tes antara ini diperlukan untuk memastikan berfungsinya MACAO sebelum digunakan untuk memberi makan berkas cahaya yang telah dikoreksi ke dalam VLTI.
Setelah hanya beberapa malam pengujian dan optimalisasi berbagai fungsi dan parameter operasional, MACAO-VLTI siap digunakan untuk pengamatan astronomi. Gambar di bawah ini diambil di bawah kondisi tampilan rata-rata dan menggambarkan peningkatan kualitas gambar saat menggunakan MACAO-VLTI.
MACAO-VLTI - Gambar Pertama
Berikut adalah beberapa gambar pertama yang diperoleh dengan kamera uji pada sistem MACAO-VLTI pertama, sekarang dipasang di teleskop VLT KUEYEN 8,2 m.
Foto PR 12b-c / 03 menunjukkan gambar pertama dalam inframerah K-band (panjang gelombang 2,2? M) bintang (magnitudo visual 10) yang diperoleh tanpa dan dengan koreksi gambar dengan menggunakan optik adaptif.
Foto PR 12d / 03 menampilkan salah satu gambar terbaik yang diperoleh dengan MACAO-VLTI selama tes awal. Ini menunjukkan rasio Strehl (ukuran konsentrasi cahaya) yang memenuhi spesifikasi sesuai dengan yang dibangun MACAO-VLTI. Peningkatan yang luar biasa ini ketika menggunakan teknik AO jelas ditunjukkan dalam PR Foto 12e / 03, dengan profil gambar yang tidak dikoreksi (kiri) hampir tidak terlihat jika dibandingkan dengan profil yang dikoreksi (kanan).
Foto PR 11f / 03 menunjukkan kemampuan koreksi MACAO-VLTI saat menggunakan bintang panduan samar. Pengujian menggunakan tipe spektral yang berbeda menunjukkan bahwa magnitudo visual pembatas bervariasi antara 16 untuk bintang B tipe awal dan sekitar 18 untuk bintang M tipe terlambat.
Objek Astronomi terlihat pada Batas Difraksi
Contoh-contoh pengamatan MACAO-VLTI berikut dari dua objek astronomi terkenal diperoleh untuk mengevaluasi secara sementara peluang penelitian yang sekarang dibuka dengan MACAO-VLTI. Mereka mungkin dibandingkan dengan gambar berbasis ruang.
Pusat Galaksi
Pusat galaksi kita sendiri terletak di konstelasi Sagitarius pada jarak sekitar 30.000 tahun cahaya. Foto PR 12h / 03 menunjukkan pandangan inframerah paparan singkat dari wilayah ini, yang diperoleh oleh MACAO-VLTI selama fase uji awal.
Pengamatan AO terbaru menggunakan fasilitas NACO di VLT memberikan bukti kuat bahwa lubang hitam supermasif dengan 2,6 juta massa matahari terletak di pusat, lih. ESO PR 17/02. Hasil ini, berdasarkan pengamatan astrometri bintang yang mengorbit lubang hitam dan mendekatinya dalam jarak hanya 17 jam cahaya, tidak akan mungkin tanpa gambar resolusi terbatas difraksi.
Eta Carinae
Eta Carinae adalah salah satu bintang terberat yang diketahui, dengan massa yang mungkin melebihi 100 massa matahari. Itu sekitar 4 juta kali lebih terang dari Matahari, menjadikannya salah satu bintang paling bercahaya yang dikenal.
Bintang masif semacam itu memiliki masa hidup yang relatif singkat sekitar 1 juta tahun saja dan - diukur dalam skala waktu kosmik - Eta Carinae pasti terbentuk baru-baru ini. Bintang ini sangat tidak stabil dan rentan terhadap ledakan kekerasan. Mereka disebabkan oleh tekanan radiasi yang sangat tinggi di lapisan atas bintang, yang meniupkan sebagian besar materi di "permukaan" ke ruang angkasa selama letusan dahsyat yang mungkin berlangsung beberapa tahun. Ledakan terakhir ini terjadi antara 1835 dan 1855 dan memuncak pada 1843. Meskipun jaraknya relatif besar - sekitar 7.500 hingga 10.000 tahun cahaya - Eta Carinae secara singkat menjadi bintang paling terang kedua di langit pada waktu itu (dengan magnitudo yang tampak -1) ), hanya dilampaui oleh Sirius.
Frosty Leo
Frosty Leo adalah bintang dengan magnitudo 11 (post-AGB) yang dikelilingi oleh selubung gas, debu, dan es dalam jumlah besar (karena itu namanya). Nebula terkait berbentuk "kupu-kupu" (morfologi bipolar) dan merupakan salah satu contoh paling terkenal dari fase transisi singkat antara dua tahap evolusi akhir, cabang raksasa asimtotik (AGB) dan nebula planetary berikutnya (PNe).
Untuk objek tiga massa matahari seperti ini, fase ini diyakini hanya berlangsung beberapa ribu tahun, kedipan mata dalam kehidupan bintang. Karenanya, benda seperti ini sangat langka dan Frosty Leo adalah salah satu yang terdekat dan paling cerdas di antara mereka.
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
