Euroopan eteläinen observatorio (ESO) sai vuonna 2007 päätökseen erittäin suuren teleskoopin (VLT) työskentelyn Paranal-observatoriossa Pohjois-Chilessä. Tämä maassa sijaitseva kaukoputki on maailman edistyksellisin optinen instrumentti, joka koostuu neljästä yksikköteleskoopista, joissa on pääpeilit (halkaisija 8,2 metriä) ja neljästä siirrettävästä 1,8 metrin halkaisijasta käytettävästä lisä teleskoopista.
Äskettäin VLT: tä päivitettiin uudella instrumentilla, joka tunnetaan nimellä MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), panoraamayksikköinen integroidun kentän spektrografi, joka toimii näkyvillä aallonpituuksilla. Tämän mahdollistavan uuden adaptiivisen optiikkatilan (tunnetaan nimellä laseromografia) ansiosta VLT pystyi äskettäin hankkimaan joitain kuvia Neptuunista, tähtiryhmistä ja muista tähtitieteellisistä kohteista moitteettoman selkeästi.
Tähtitiedessä mukautuva optiikka viittaa tekniikkaan, jossa instrumentit kykenevät kompensoimaan Maan ilmakehän aiheuttamaa hämärtävää vaikutusta, mikä on vakava asia, kun kyse on maanpäällisistä kaukoputkista. Periaatteessa valon kulkiessa ilmakehän läpi se vääristyy ja aiheuttaa etäisten esineiden hämärtymisen (siksi tähdet näyttävät vilkkuvan paljain silmin nähtynä).
Yksi ratkaisu tähän ongelmaan on kaukoputkien sijoittaminen avaruuteen, missä ilmakehän häiriöt eivät ole ongelma. Toinen asia on luottaa kehittyneeseen tekniikkaan, joka pystyy korjaamaan vääristymiä keinotekoisesti, jolloin saadaan paljon selkeämpiä kuvia. Yksi tällainen tekniikka on MUSE-instrumentti, joka toimii GALACSI-nimisen mukautuvan optiikkayksikön kanssa - Adaptive Optics Facility (AOF) -järjestelmä.
Laite mahdollistaa kaksi mukautuvaa optiikkamoodia - laajakenttätila ja kapeakenttätila. Kun entinen korjaa ilmakehän turbulenssin vaikutuksia korkeintaan yhden kilometrin etäisyydelle teleskoopin yläpuolella suhteellisen leveällä näkökentällä, kapea kenttä -tila käyttää lasertomografiaa korjaamaan melkein kaikki kaukoputken yläpuolella olevat ilmakehän turbulenssit, jotta saadaan paljon terävämpiä kuvia, mutta pienemmällä taivaan alueella.
Tämä koostuu neljästä laserista, jotka on kiinnitetty neljään yksikköteleskooppiin (UT4), joka säteilee voimakasta oranssia valoa taivaalle, simuloi ilmakehän korkeita natriumatomeja ja luo keinotekoisia “Laser Guide Stars” -taistereita. Näistä keinotekoisista tähtiistä saatua valoa käytetään sitten ilmakehän turbulenssin määrittämiseen ja korjausten laskemiseen, jotka sitten lähetetään UT4: n muotoa muuttavaan toisiopeiliin vääristyneen valon korjaamiseksi.
Tätä kapeakenttämoodia käyttämällä VLT pystyi kaappaamaan hämmästyttävän teräviä testikuvia Neptunuksen planeetasta, etäisistä tähtiryhmistä (kuten globaalista tähtiryhmästä NGC 6388) ja muista esineistä. Näin tehdessään VLT osoitti, että sen UT4-peili pystyy saavuttamaan kuvan terävyyden teoreettisen rajan ja että sitä ei enää rajoita ilmakehän vääristymisen vaikutukset.
Tämä tarkoittaa lähinnä sitä, että VLT: n on nyt mahdollista kaapata maasta kuvia, jotka ovat terävämpiä kuin Hubble-avaruuskaukoputki. UT4: n tulokset auttavat myös insinöörejä tekemään samanlaisia mukautuksia ESO: n erittäin suureen teleskooppiin (ELT), joka myös luottaa lasertomografiaan suorittaakseen tutkimuksiaan ja saavuttaakseen tieteelliset tavoitteensa.
Näihin tavoitteisiin sisältyy supermassiivisten mustien reikien (SMBH) tutkiminen etäisten galaksien keskuksissa, nuorten tähtien suihkut, globaalit klusterit, supernoovat, aurinkokunnan planeetat ja kuut sekä aurinkoapäiväiset planeetat. Lyhyesti sanottuna, mukautuvan optiikan käyttö - sellaisena kuin se on testattu ja VLT: n MUSE: n vahvistama - antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden käyttää maapallolla sijaitsevia kaukoputkia tutkimaan tähtitieteellisten kohteiden ominaisuuksia paljon yksityiskohtaisemmin kuin koskaan ennen.
Lisäksi muut mukautuvat optiikkajärjestelmät hyötyvät työskentelystä Adaptive Optics Facility (AOF) kanssa tulevina vuosina. Näihin kuuluvat ESO: n GRAAL, maakerroksen mukautuva optiikkamoduuli, jota Hawk-I-infrapunalaajakenttäkuvaaja jo käyttää. Muutaman vuoden kuluttua tehokas parannetun resoluution kuvansiirtolaite ja spektrografia (ERIS) -laite lisätään myös VLT: hen.
Näiden päivitysten ja seuraavan sukupolven avaruusteleskooppien käyttöönoton välillä tulevina vuosina (kuten James Webbin avaruuskaukoputki, joka otetaan käyttöön vuonna 2021), tähtitieteilijät odottavat saattavan paljon enemmän maailmankaikkeudesta ”keskittymään”. Ja mitä he näkevät, auttaa varmasti ratkaisemaan joitain pitkäaikaisia salaisuuksia, ja todennäköisesti ne luovat paljon enemmän!
Ja muista nauttia näistä videoista Neptunuksen VLT: n ja NGC 6388: n saamista kuvista, ESO: n luvalla:
