Pressmeddelande

Extremt skarpa bilder från VLT:s nya adaptiva optik

18 juli 2018

ESO:s Very Large Telescope (VLT) har uppnått första ljus med ett nytt adaptivt optiskt läge som kallat lasertomografi och har tagit märktbart skarpare testbilder av planeten Neptunus, en stjärnhop och andra objekt. Det banbrytande instrumentet MUSE kan användas i Narrow-Field-läge tillsammans med den adaptiva optikmodulen GALACSI med denna nya teknik för att korrigera för turbulensen vid olika altituder i atmosfären. Det är nu möjligt att fånga bilder från marken i synliga våglängder som är skarpare än de från NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble. Kombinationen av en utsökt bildskärpa och MUSE:s spektroskopiska färdigheter kommer att tillåta astronomer att studera egenskaperna hos astronomiska objekt med mycket högre detalj än vad som tidigare varit möjligt.

Instrumentet MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) vid ESO:s Very Large Telescope (VLT) använder en modul kallad GALACSI för adaptiv optik. Den använder Laser Guide Stars Facility, 4LGSF, ett undersystem till Adaptive Optics Facility (AOF). AOF gör det möjligt för instrumenten vid VLT:s enhetsteleskop 4 (Unit Telescope 4, UT4) att utnyttja adaptiv optik. MUSE var det första instrumentet att dra nytta av denna anläggning och har nu två olika lägen för adaptiv optik – Wide Field Mode och Narrow Field Mode [1].

MUSE:s Wide Field Mode tillsammans med GALACSI i markbaserat läge korrigerar för effekterna från atmosfärisk turbulens upp till en kilometer ovanför teleskopet över ett relativt brett synfält. Men Narrow Field Mode använder lasertomografi för att korrigera nästan all atmosfärisk turbulens ovanför teleskop vilket skapar mycket skarpare bilder men över en mindre del av himlen [2].

Adaptiv optik är en teknik som kompenserar för suddningseffekten från jordens atmosfär och även astronomisk seeing som är ett stort problem för alla markbaserade teleskop. Samma turbulens i atmosfären får det att se ut som om stjärnorna blinkar för oss, vilket resulterar i suddiga bilder av universum för stora teleskop. Ljuset från stjärnor och galaxer förvrängs eftersom det passerar genom det skyddande lagret i vår atmosfär, och astronomer måste använda smart teknologi för att förbättra bildkvaliteten artificiellt.

För att lyckas med detta sitter fyra strålande lasrar vid UT4 som projicerar intensivt orange ljus som är 30 centimeter i diameter i himlen, vilket stimulerar natriumatomer högt upp i atmosfären och som skapar artificiella laserguidestjärnor. System för adaptiv optik använder ljuset från dessa “stjärnor” för att bestämma turbulensen i atmosfären och beräkna korrigeringen. Den gör detta tusen gånger per sekund och styr den tunna deformerbara sekundärspegel till UT4 att konstant förändra sin form för att korrigera för förvrängningen av ljuset.

MUSE är inte det enda instrumentet som kan utnyttja den nya anläggningen för adaptiv optik. Ytterligare ett system för adaptiv optik, GRAAL, används redan för det infraröda instrumentet HAWK-I. Denna kommer att följas om några år av det mer kraftfulla instrumentet ERIS. Tillsammans kommer dessa stora utvecklingar av adaptiv optik att förstärka den redan kraftfulla flottan av ESO-teleskop, och sätter universum i fokus.

Detta nya läge utgör ett stort steg framåt för ESO:s Extremely Large Telescope, som behöver lasertomografi för att uppnå sina vetenskapliga mål. Dessa resultat från UT4 med AOF kommer att ta ELT:s ingenjörer och forskare närmare att implementera liknande teknologier för adaptiv optik vid den 39 meter stora jätten.

Noter

[1] MUSE och GALACSI i Wide-Field-läget ger redan en korrigering över en bågminut brett synfält med 0.2'' gånger 0,2'' i storlek. Detta nya Narrow-Field-läge från GALACSI täcker ett mycket mindre 7,5-bågsekunder stort synfält, men med mycket mindre pixlar, endast 0,025" gånger 0,025" för att fullt ut utnyttja den utsökta upplösningen.

[2] Atmosfärisk turbulens varierar med höjd; vissa lager orsakar mer brytning av ljusstrålen från stjärnor än andra. Den komplexa adaptiva optiktekniken för lasertomografi syftar till att korrigera huvudsakligen turbulensen från dessa atmosfäriska lager. En uppsättning fördefinierade skikt väljs för MUSE / GALACSI Narrow Field-läget vid 0 km (markskikt, alltid en viktig bidragsgivare), 3, 9 och 14 km höjd. Korrigeringsalgoritmen optimeras sedan för dessa lager så att astronomerna kan nå en bildkvalitet nästan lika bra som med en naturlig styrstjärna och matcha den teoretiska gränsen för teleskopet.

Mer information

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 15 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Joël Vernet
ESO MUSE and GALACSI Project Scientist
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6579
E-post: jvernet@eso.org

Roland Bacon
MUSE Principal Investigator / Lyon Centre for Astrophysics Research (CRAL)
France
Mobil: +33 6 08 09 14 27
E-post: rmb@obs.univ-lyon1.fr

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: pio@eso.org

Johan Warell (press contact Sverige)
ESO Science Outreach Network
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
Email: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media