2017.08.04. - Optikai tuningot kapott a negyedik VLT-távcső

Több mint egy évtizedes tervezés, gyártás és tesztelés után a negyedik VLT-távcső, a Yepun (Vénusz) új adaptív optikai rendszert kapott, melynek segítségével a műszerei még élesebb képeket rögzíthetnek.

Az Európai Déli Csillagvizsgáló (European Southern Observatory, ESO) régóta futó projektje a VLT távcsőegyüttes negyedik tagja (UT4), a Yepun (Vénusz) nevű teleszkóp adaptív optikai rendszerrel (Adaptive Optics Facility, AOF) való felszerelése, hogy annak műszerei - közülük elsőként a MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) - a lehető legélesebb képeket rögzíthessék. Az adaptív optikai rendszerek a földi légkör zavaró, képet elkenő hatását igyekeznek a minimálisra csökkenteni. Az új rendszerrel a MUSE sokkal élesebb és a korábbinál kétszer kontrasztosabb képeket tud rögzíteni, amit tesztek sorozatát követően az ESO munkatársai Harald Kuntschner, az AOF projekt vezető kutatójának irányításával planetáris ködök és galaxisok új képeivel demonstráltak. Célpont volt a Lupus csillagképben megfigyelhető IC 4406 és az Ophiuchus csillagképben látható NGC 6369 katalógusjelű planetáris köd is. Előbbi esetében az új rendszer drámai módon növelte a képek élességét, felfedve így az IC 4406-ban korábban még a VLT által sem látott burkokat.

A MUSE új felvétele az IC 4406 katalógusjelű planetáris ködről. A korábban is ismert struktúrák mellett a minden eddiginél élesebb felvételen új, eddig nem látott szerkezeti elemként a centrum körüli burkok is felbukkannak.
[ESO/J. Richard (CRAL)]

Az NGC 6369 planetáris köd, a bal oldali képen adaptív optikás korrekció nélkül, a jobb oldalin pedig a korrekcióval. Jól látható, hogy az AOF hatására sokkal finomabb és halványabb szerkezeti elemek is előtűnnek.
[ESO/P. Weilbacher (AIP)]

Az élesebb képeket eredményező adaptív optikai rendszerben több alrendszer működik együtt. Az AOF fontos eleme a négy lézerből álló vezetőrendszer (Four Laser Guide Star Facility, 4LGSF) és az UT4 vékony, deformálható segédtükre. (Az UT4 2016-ben felszerelt új segédtükrének átmérője egy méter, ezzel a világon a legnagyobb, adaptív optikai rendszerben működő segédelem.) A 4LGSF négy darab 22 wattos lézernyalábot irányít az égre. A lézerek kb. 90 kilométer magasságban, a felsőlégkörben gerjesztik a nátriumatomokat, amelyek ennek hatására fényt bocsátanak ki, négy mesterséges, csillagokra hasonlító fénypöttyöt létrehozva így. A GALACSI (Ground Atmospheric Layer Adaptive Corrector for Spectroscopic Imaging) modul szenzorai a mesterséges csillagok képei alapján határozzák meg a légkör aktuális állapotát.

A 22 wattos lézerek a felsőlégköri nátriumatomok gerjesztésével mesterséges csillagokat hoznak létre a távcső felett, amelyek képe referenciaként szolgál a szükséges korrekciókhoz.
[Roland Bacon]

Az AOF másodpercenkét ezerszer határozza meg, hogy a távcső deformálható segédtükrének alakját hogyan kell változtatni ahhoz, hogy ezzel kompenzálhassák a légköri zavarok képtorzító hatását. A GALACSI korrekciói különösen fontosak a légkör kb. 1 km vastagságú legalsó rétegében fellépő turbulenciák esetében. A légköri turbulenciák a magassággal változhatnak, a vizsgálatok azonban azt mutatják, hogy a legnagyobb részük ebben a "felszíni" rétegben fordul elő. Robin Arsenault, az AOF projektmenedzsere szerint a rendszer hatása lényegében ekvivalens azzal, mintha az egész VLT 900 méterrel magasabbra, a légkör legturbulensebb rétege fölé kerülne. Régebben az élesebb képek készítéséhez vagy jobb helyet kellett keresni, vagy űrteleszkópot kellett használni. Az AOF segítségével azonban helyben, töredék költséggel is megvalósítható ugyanez.

Az NGC 6563 katalógusjelű planetáris köd új képén is finomabb részletek ismerhetők fel, mint korrekció nélkül.
[ESO/P. Weilbacher (AIP)]

A GALACSI jelenleg széles látómezőben biztosít folyamatos korrekciót, így a MUSE finomabb részleteket mutató képeket rögzíthet, vagy az eddiginél halványabb csillagokat detektálhat. Ez azonban csak az első lépés a MUSE "adaptívoptikásításában". A GALACSI másik üzemmódja még fejlesztés alatt áll, a tervek szerint 2018 elején kezdik el használni. Ebben a módban a légköri turbulenciák hatásának korrekciója egy szűkebb látómezőben történik csak, ennek fejében azonban ebben a látómezőben a képek még élesebbek, a felbontás még jobb lesz.

A projekt fő tudományos célja az Univerzum legtávolabbi részeiben található nagyon halvány objektumok észlelése a lehető legjobb képminőség mellett, ami sok órás expozíciós időket jelent. Joël Vernet szerint különösen érdekesek a megfigyelhető univerzum határa közelében elhelyezkedő legkisebb és leghalványabb galaxisok, mivel ezek még a formálódás fázisában vannak, így megfigyelésükkel értékes információkhoz juthatunk a galaxisok kialakulásának folyamatáról.

Az AOF előnyeit nem csak a MUSE élvezi majd, a közeljövőben kezd el működni a már üzemelő HAWK-I műszert támogató GRAAL adaptív optikai rendszer is. Arsenault szerint az ESO úttörő jellegű fejlesztései során szerzett tapasztalatoknak nagyon fontos szerepük lesz az ELT (Extremely Large Telescope) építésénél és üzembe helyezésénél is.

Forrás:

• eso1724 - Organisation Release