Kreditna slika :: Keck
Pred kratkim je 10-metrski observatorij Keck II naredil pomemben korak naprej, ko je začel opazovati svoj novi prilagodljivi optični sistem. Sistem uporablja laser za ustvarjanje lažne zvezde približno 90 kilometrov navzgor na nebu - računalnik lahko nato to uporabi za izračun, kako odstraniti učinek atmosferskih motenj. Prilagodljiva optika je bila uporabljena na manjših teleskopih, vendar je prvič uporabljen na teleskopu, velikem kot mogočni Keck II; trajalo je devet let, da se je opazovalnica prilagodila.
Pred kratkim na W.M. se je zgodil pomemben mejnik v astronomski zgodovini. Keck Observatory, ko so znanstveniki prvič uporabili laser za ustvarjanje umetne vodilne zvezde na 10-metrskem teleskopu Keck II, da bi odpravili zameglitev zvezde s prilagodljivo optiko (AO). Zvezde laserskih vodnikov so bile uporabljene na manjših teleskopih, vendar je to njihova prva uspešna uporaba v trenutni generaciji največjih teleskopov na svetu. Nastala slika (slika 1), posneta z infrardečo kamero NIRC2, je bila prva demonstracija sistema laserske vodilne zvezde (LGS AO) na velikem teleskopu. Ko bo dokončan, bo sistem LGS AO zaznamoval novo obdobje astronomije, v katerem bodo astronomi z jasnostjo prilagodljive optike lahko videli skoraj katerikoli predmet na nebu.
"To je eden najbolj razveseljivih trenutkov vseh mojih let v Kecku," je pripomnil dr. Frederic Chaffee, direktor W.M. Keck Observatory zvečer so bila dana opažanja. „Kot vsak pozitiven rezultat prve svetlobe je treba še veliko storiti, preden bo sistem mogoče šteti za delovanje. Kot tudi vsak pozitiven rezultat prve svetlobe, kaže, da je to mogoče storiti, in nam daje veliko optimizma, da naši cilji niso nemogoče sanje, ampak so namesto tega dosegljive resničnosti. "
Prilagodljiva optika je tehnika, ki je s svojo sposobnostjo odstranjevanja zameglitve zvezdne svetlobe, ki jo povzroča zemeljska atmosfera, spremenila zemeljsko astronomijo. Njegova zahteva po relativno svetli "vodilni zvezdi" na istem vidnem polju kot znanstveni predmet preučevanja je na splošno omejila uporabo AO na približno en odstotek predmetov na nebu.
Da bi premagali to omejitev, je leta 1994 W.M. Keck Observatory je začel sodelovati z Lawrence Livermore National Labs (LLNL), da bi razvil sistem umetnih vodilnih zvezd. Z laserjem ustvarite virtualno zvezdo? astronomi lahko s prilagodljivo optiko preučijo kateri koli predmet v bližini precej bolj (do 19. magnitude) objektov in zmanjšajo njegovo odvisnost od svetlih, naravnih vodilnih zvezd. To bo povečalo pokritost neba za sistem prilagodljive optike Keck z ocenjenega enega odstotka vseh predmetov na nebu na več kot 80 odstotkov.
"Ta nova sposobnost uporabe laserske vodilne zvezde z velikim teleskopom je pozvala astronome, da začnejo raziskovati nočno nebo na veliko bolj celovit način," je dejal Adam Contos, inženir optike pri W.M. Keck observatorij. "V prihodnosti bi pričakoval, da bo večina večjih opazovalnic nameščala podobne sisteme, da bi izkoristili to neverjetno izboljšavo svojih zmogljivosti AO."
Januarja 2001, po več kot sedmih letih razvoja, sta ekipi Keck in LLNL slavili dokončanje sistema zvezda Lack vodnik Keck. Umetna zvezda nastane, ko svetloba iz 15-vatnega barvnega laserja povzroči, da se naravna plast natrijevih atomov sveti približno 90 km (56 milj) nad zemeljsko površino. Pred dvema letoma izpopolnjenih raziskav in načrtovanja bi potrebovali, preden bi laserski sistem lahko vključili v sistem prilagodljive optike Keck II.
V zgodnjih jutranjih urah 20. septembra so se vsi podsistemi končno zbrali, da bi razkrili edinstveno sposobnost sistema Keck LGS AO in njegov potencial za reševanje izjemno šibkih predmetov. Sistem se je zaklenil na zvezdo 15. magnitude, član znanega binarnega zapisa T Tauri, imenovanega HK Tau, in razkril podrobnosti o obodnem disku spremljevalne zvezde. To je bil prvič, da je prilagodljivi optični sistem na zelo velikem teleskopu kdaj uporabil umetno vodilno zvezdo za razrešitev šibkega predmeta.
Ključni izziv, s katerim se je soočila ekipa LGS AO, je bil, kako uspešna bi bila prizadevanja za integracijo in doseganje dobrih meritev uspešnosti za vsak zahtevani podsistem. Zaskrbljenost nad laserjem in njegovo kakovostno točko, delovanjem laserskega sistema za nadzor prometa, zmožnostjo novih senzorjev, da se zaklepajo v manjše vodilne zvezde, in sposobnostjo optimiziranja kakovosti slike z natančnim razumevanjem odklonov, ki bi lahko niso merili z uporabo laserske vodilne zvezde, vse smo upoštevali v večernem opazovanju.
"Prva luč je bila vrhunski timski napor," je dejal dr. Peter Wizinowich, vodja ekipe za prilagodljivo optiko pri W.M. "Bilo je zelo zadovoljujoče, če smo se ob številnih podsistemih tako uspešno odrezali ob prvem poskusu. Če citiram Virgila, "Audentes Fortuna Juvat," je sreča naklonjena drznim. "
Kakovost LGS AO prvih svetlobnih slik je bila izjemno visoka. Sistem Keck LGS AO je bil zaklenjen na zvezdi 14. magnitude in zabeležil "Strehl razmerja" v višini 36 odstotkov (pri 2,1 mikronski valovni dolžini, 30-sekundni osvetlitveni čas, slika 3) v primerjavi s štirimi odstotki za nepopravljene slike. Strehlova razmerja merijo stopnjo, do katere se optični sistem približa "difrakcijsko omejeni" popolnosti ali teoretična meja zmogljivosti teleskopa.
Druga meritev zmogljivosti, "polna širina na polovici maksimuma" (FWHM), je bila za to zvezdo 14. magnitude 50 mili-ločnih sekund, v primerjavi z 183 mili-arcsekundami za nepopravljeno sliko. Meritve FWHM pomagajo astronomom določiti dejanske robove predmeta, pri čemer je odkrivanje morda nenatančno ali težko določljivo. Meritev 50 mili arcsekund je približno enakovredna temu, da lahko ločimo par avtomobilskih žarometov v New Yorku, medtem ko stojimo v Los Angelesu.
Ves večer je zvezda laserskega vodnika ostala enakomerna in svetla in je sijala približno 9,5, kar je približno 25-krat slabše od tistega, kar lahko vidi človeško oko, vendar idealno za Keckov prilagodljivi optični sistem za merjenje in popravljanje atmosferskih izkrivljanj.
Dodatna dela še potekajo, preden se lahko sistem Keck LGS AO šteje za popolnoma delujoč. Sistem Keck LGS AO bo za nauk z omejenim tveganjem na voljo naslednje leto, s polno uvajanjem v skupino uporabnikov Keck leta 2005.
"Tudi s samo prvim testom astronomi že trpijo, da bodo laserski vodilni zvezdni sistem uporabljali za preučevanje oddaljenih galaksij z izjemno ločljivostjo in močjo," je dejal dr. David Le Mignant, znanstvenik s področja prilagodljive optike na W.M. Keck Observatory, Kalifornijsko združenje za raziskave v astronomiji. "Do prihodnjega leta bo prilagodljiva optika uporabljena za preučevanje bogate zgodovine nastanka zgodnjih galaksij."
Pomen tega preboja za svetovno astronomijo je povzel dr. Matt Mountain, direktor observatorija Gemini, ki upravlja dvanajstmetrske teleskope, enega na Mauna Kea in enega na Čeru Pachonu v Čilu: "To je ključni mejnik za vse zemeljske astronomije, ne samo za našo sedanjo generacijo osem do 10-metrskih teleskopov, temveč tudi za naše sanje o 30-metrskih teleskopih. "
Člani ekipe, odgovorni za sistem Keck LGS AO, so Antonin Bouchez, Jason Chin, Adam Contos, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Chris Neyman, Paul Stomski, Doug Summers, Marcos van Dam in Peter Wizinowich, vsi iz WM Ekipa se je posebej zahvalila svojim sodelavcem na LLNL: Dee Pennington, Curtis Brown in Pam Danforth.
Laserski vodilni zvezdast sistem prilagodljive optike je financiral W.M. Keck Foundation.
The W.M. Keck Observatory upravlja Kalifornijsko združenje za raziskave v astronomiji, znanstveno partnerstvo Kalifornijskega tehnološkega inštituta.
Izvirni vir: Keck News Release
