Kuvaluotto :: Keck
10-metrinen Keck II-observatorio otti tärkeän askeleen eteenpäin äskettäin, kun se aloitti havainnot uudella mukautuvalla optiikkajärjestelmällä. Järjestelmä luo laserilla vääriä tähtiä, jotka sijaitsevat taivaalla noin 90 km: n korkeudella - tietokone voi sitten laskea, kuinka ilmakehän häiriöiden vaikutukset poistetaan. Adaptiivista optiikkaa on käytetty pienemmissä kaukoputkissa, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun sitä käytetään yhtä suurella teleskoopilla kuin mahtava Keck II; Observatorion mukauttaminen kesti yhdeksän vuotta.
Suuri virstanpylväs tähtitieteellisessä historiassa tapahtui äskettäin W.M. Keckin observatorio, kun tutkijat käyttivät ensimmäistä kertaa laserilla keinotekoisen ohjaustähden luomista Keck II: n 10-metriseen teleskooppiin tähtien sumennuksen korjaamiseksi adaptiivisella optiikalla (AO). Laser-ohjaustähteitä on käytetty pienemmissä kaukoputkissa, mutta tämä on heidän ensimmäinen onnistunut käyttö maailman suurimpien kaukoputkien sukupolvessa. Tuloksena oleva NIRC2-infrapunakameran kaapattu kuva (kuva 1) oli ensimmäinen osoitus laseriohjatun tähden adaptiivisesta optiikkajärjestelmästä (LGS AO) suurella kaukoputkella. Valmistuttuaan LGS AO -järjestelmä merkitsee uutta tähtitieteen aikakautta, jossa tähtitieteilijät näkevät käytännössä minkä tahansa taivaan esineen mukautuvan optiikan selvyyden avulla.
"Tämä on yksi ilahduttavimmista hetkistä kaikkien Keckin vuosieni aikana", W.M: n johtaja Dr. Frederic Chaffee huomautti. Keck Observatory illalla havainnot tehtiin. ”Kuten mikä tahansa positiivinen ensimmäinen kevyt tulos, on vielä paljon tehtävää, ennen kuin järjestelmää voidaan pitää toiminnassa. Mutta kuten mikä tahansa positiivinen ensimmäinen kevyt tulos, se osoittaa, että se voidaan tehdä, ja antaa meille suuren optimismin, että tavoitteemme eivät ole mahdoton unelma, vaan sen sijaan saavutettavissa oleva todellisuus. ”
Adaptiivinen optiikka on tekniikka, joka on mullistellut maapallon tähtitiedettä kykynsä avulla poistaa maapallon ilmakehän aiheuttamaa tähtivalon hämärtymistä. Sen vaatimus suhteellisen kirkkaasta ”ohjaustähteestä” samalla näkökentällä kuin tieteellinen tutkimuskohde on yleensä rajoittanut AO: n käytön noin prosenttiin taivaan kohteista.
Tämän rajoituksen voittamiseksi W.M. Keckin observatorio aloitti yhteistyön Lawrence Livermore National Labs: n (LLNL) kanssa keinotekoisen opas tähtijärjestelmän kehittämiseksi. Luodaan laserin avulla virtuaalinen tähti, tähtitieteilijät voivat tutkia mitä tahansa objektia paljon himmeämpien (jopa 19. suuruusluokan) kohteiden lähellä adaptiivisella optiikalla ja vähentää sen riippuvuutta kirkkaista, luonnossa esiintyvistä ohjaustähteistä. Muutoin Keck-adaptiivisen optiikkajärjestelmän taivaan peittokyky kasvaa arviolta yhdestä prosentista taivaan kaikista esineistä yli 80 prosenttiin.
"Tämä uusi mahdollisuus käyttää laserohjaustähtettä suurella kaukoputkella on kutsunut tähtitieteilijöitä aloittamaan tutkimuksen yötaivaasta paljon kattavammin", kertoi W.M: n optiikan insinööri Adam Contos. Keckin observatorio. "Odotan tulevaisuudessa, että useimmat suuret observatoriat asentavat samanlaisia järjestelmiä hyödyntääkseen tätä uskomattoman parannuksen heidän AO-ominaisuuksiinsa."
Tammikuussa 2001, yli seitsemän vuoden kehitystyön jälkeen, Keck- ja LLNL-joukkueet juhlivat Keck-laser-ohjaustähtijärjestelmän valmistumista. Keinotekoinen tähti syntyy, kun 15 watin väriainelaserin valo aiheuttaa luonnossa esiintyvän natriumatomikerroksen hehkua noin 90 km (56 mailia) maanpinnan yläpuolelle. Kestää vielä kaksi vuotta hienostunutta tutkimusta ja suunnittelua, ennen kuin laserjärjestelmä voidaan integroida Keck II -sovellusoptiikkajärjestelmään.
20. syyskuuta varhain aamuna, kaikki osajärjestelmät kokoontuivat vihdoin paljastamaan Keck LGS AO -järjestelmän ainutlaatuisen kyvyn ja sen mahdollisuudet ratkaista erittäin heikkoja kohteita. Järjestelmä lukittui 15. suuruusluokan tähtiä, kuuluisan T Tauri -binaarin, nimeltään HK Tau, jäsenen kanssa ja paljasti yksityiskohdat seuratähden ympyrälevystä. Se oli ensimmäinen kerta, kun erittäin suuren kaukoputken mukautuva optiikkajärjestelmä oli koskaan käyttänyt keinotekoista ohjaustähtää heikon kohteen ratkaisemiseksi.
Keskeinen haaste LGS AO -tiimille oli kuinka onnistuneita pyrkimykset integroida ja saavuttaa hyvät suorituskykymittaukset jokaiselle vaaditulle alajärjestelmälle. Huoli laserin voimasta ja sen pistelaadusta, laserliikenteen ohjausjärjestelmän toiminnasta, uusien anturien kyvystä lukkiutua himmeämpiin ohjaustähtiin ja kykyyn optimoida kuvanlaatu tarkan ymmärryksen avulla mahdollisista poikkeamista joita ei mitattu laserohjaintähteä käyttämällä, otettiin kaikki huomioon illan tarkkailuun.
"Ensimmäinen valo oli upea joukkueponnistus", sanoi tohtori Peter Wizinowich, W.M: n mukautuvan optiikan joukkueen johtaja. ”Oli erittäin ilahduttavaa, että jokainen monista osajärjestelmistä suoriutui niin hyvin ensimmäisestä yrityksestämme. Lainataksesi Virgilia, 'Audentes Fortuna Juvat', omaisuus suosii rohkeita. "
LGS AO: n ensimmäisten valokuvien laatu oli erittäin korkea. Keck LGS AO -järjestelmä lukittiin 14. suuruusluokan tähtiin, ja sen “Strehl-suhteet” olivat 36 prosenttia (2,1 mikronin aallonpituudella, 30 sekunnin valotusaika, kuva 3) verrattuna korjaamattomien kuvien neljään prosenttiin. Strehl-suhteet mittaavat astetta, johon optinen järjestelmä lähestyy teleskoopin ”diffraktioon rajoitettua” täydellisyyttä tai teoreettista suoritusrajaa.
Toinen suorituskykymittari, ”täysleveys puolella maksimiarvosta” (FWHM), tälle 14. suuruusluokan tähdelle oli 50 millisekuntisekuntia, verrattuna korjaamattoman kuvan 183 millisekunnin sekunniin. FWHM-mittaukset auttavat tähtitieteilijöitä määrittämään objektin todelliset reunat, missä havaitseminen voi olla epätarkka tai vaikea määrittää. 50 milli-kaarisekunnin mittaus on suunnilleen yhtä suuri kuin kyky erottaa pari auton ajovaloja New Yorkissa seisoessaan Los Angelesissa.
Koko illan laserohjaustähti pysyi vakaana ja kirkkaana, loistaen noin 9,5: n suuruisella, noin 25 kertaa vaaleammalla kuin mitä ihmisen silmä voi nähdä, mutta sopii erinomaisesti Keckin mukautuvaan optiikkajärjestelmään ilmakehän vääristymien mittaamiseksi ja korjaamiseksi.
Lisätyöt ovat käynnissä, ennen kuin Keck LGS AO -järjestelmää voidaan pitää täysin käyttövalmis. Keck LGS AO -järjestelmä on saatavana rajoitetulle jaetulle riskitiedelle ensi vuonna, ja se otetaan täysimääräisesti käyttöön Keck-käyttäjäyhteisössä vuonna 2005.
"Jopa tällä ensimmäisellä testillä, tähtitieteilijät haluavat jo käyttää laserin ohjaustähtijärjestelmää tutkimaan etäisiä galakseja ennennäkemättömällä resoluutiolla ja voimalla", kertoi tohtori David Le Mignant, adaptiivisen optiikan instrumentin tutkija W.M. Keckin observatorio, Kalifornian tähtitieteen tutkimusyhdistys. "Ensi vuoteen mennessä mukautuvaa optiikkaa käytetään tutkimaan varhaisten galaksien rikas muodostumishistoria."
Tämän läpimurron merkityksen maailmanlaajuiselle tähtitiedelle tiivisti Gemini-observatorion johtaja tohtori Matt Mountain, joka käyttää kahdeksan metrin kaukoputkia, yksi Mauna Kean ja toinen Cerro Pachonin kanssa Chilessä: “Tämä on kriittinen virstanpylväs. kaikelle maapallon tähtitiedelle, ei vain nykyiselle 8–10 metrin luokan kaukoputkillemme, vaan myös unelmillemme 30 metrin kaukoputkista. ”
Keck LGS AO -järjestelmästä vastaavat ryhmän jäsenet ovat Antonin Bouchez, Jason Chin, Adam Contos, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Chris Neyman, Paul Stomski, Doug Summers, Marcos van Dam ja Peter Wizinowich. WM: ltä Ryhmä kiitti erityisesti LLNL: n yhteistyökumppaneitaan: Dee Penningtonia, Curtis Brownia ja Pam Danforthia.
Laser-ohjaustähtien mukautuva optiikkajärjestelmä rahoitettiin W.M. Keck-säätiö.
The W.M. Keckin observatorioa johtaa Kalifornian tähtitieteen tutkimusjärjestö, joka on Kalifornian tekniikan instituutin tieteellinen kumppanuus.
Alkuperäinen lähde: Keck-lehdistötiedote
