Źródło zdjęcia: USNO
Astronomowie z kilku amerykańskich obserwatoriów ogłosili, że z powodzeniem połączyli światło z sześciu niezależnych teleskopów, aby utworzyć pojedynczy obraz odległego układu wielu gwiazd w wysokiej rozdzielczości. Aby stworzyć obraz o takim poziomie szczegółowości, pojedynczy teleskop musiałby mieć 50 metrów średnicy - więcej niż cokolwiek, co obecnie istnieje. Ta technika, zwana interferometrią, była wcześniej wykonywana przy pomocy par teleskopów, ale nigdy przy sześciu.
Astronomowie z US Naval Observatory (USNO), Naval Research Laboratory (NRL) i Lowell Observatory ogłosili dziś, że z powodzeniem połączyli światło z sześciu niezależnych teleskopów, aby utworzyć pojedynczy obraz odległego układu wielu gwiazd w wysokiej rozdzielczości . Po raz pierwszy dokonano tego w optycznym obszarze widma elektromagnetycznego. Prototypowy interferometr optyczny marynarki wojennej (NPOI) w obserwatorium Lowell w Anderson Mesa w pobliżu Flagstaff w Arizonie zaobserwował układ potrójny Eta Virginis, położony około 130 lat świetlnych od Ziemi.
„Ten rozwój umożliwia„ syntezę ”teleskopów z otworami przekraczającymi setki metrów”, mówi dr Kenneth Johnston, dyrektor naukowy Naval Observatory. „Doprowadzi to do bezpośredniego obrazowania powierzchni gwiazd i plam gwiezdnych, analogicznie do plam słonecznych na Słońcu. Technologię tę można także zastosować do systemów kosmicznych do zdalnego wykrywania Ziemi i innych obiektów w Układzie Słonecznym, a także gwiazd i galaktyk. ”
Interferometry optyczne łączą światło z kilku niezależnych teleskopów, tworząc teleskop „syntetyczny”, którego zdolność do wykonania obrazu o wysokiej rozdzielczości jest proporcjonalna do maksymalnego oddalenia teleskopów. Są odpowiedzią na wygórowane koszty i ogromne trudności techniczne związane z budowaniem wyjątkowo dużych monolitycznych teleskopów z pojedynczym zwierciadłem. Ponieważ szybkość, z jaką gigantyczny otwór teleskopu jest syntetyzowany z matrycą interferometru, jest równa liczbie kombinacji między dowolnymi dwoma teleskopami z tej tablicy, kombinacja sześciu teleskopów NPOI ma ponad czterokrotnie większą zdolność NPOI do gromadzenia danych niż konkurenci.
USNO i NRL, we współpracy z Obserwatorium Lowella i przy finansowaniu z Biura Badań Morskich i Oceanografu Marynarki Wojennej, połączyły siły w 1991 roku, aby zbudować instrument. Obserwacje gwiezdne przeprowadzono z użyciem trzystanowiskowego układu od czasu jego „pierwszego światła” w 1996 roku.
Jednak ze względu na trudności techniczne związane z połączeniem nawet niewielkiej liczby oddzielnych teleskopów, możliwości interferometrów optycznych o wysokiej rozdzielczości były dotychczas wykorzystywane tylko w stosunkowo prostych źródłach gwiezdnych. Na takie pytania można łatwo odpowiedzieć na podstawowe pytania, takie jak pozorna średnica gwiazdy lub istnienie i ruchy pobliskich gwiezdnych towarzyszy. Aby jednak zwiększyć rozdzielczość przestrzenną i wrażliwość na strukturę gwiezdną, interferometry muszą łączyć ze sobą więcej teleskopów, aby zapewnić równomierne próbkowanie zsyntetyzowanej apertury. Trzy połączone teleskopy zapewniają trzy pomiary w syntezowanym otworze, ale sześć teleskopów zapewnia 15 kombinacji.
Aby połączyć sześć wiązek, zespół NPOI opracował nowy typ hybrydowego łącznika wiązek. Ponadto opracowano nowy sprzęt i systemy sterowania, aby jednoznacznie kodować każdą możliwą kombinację teleskopu w zapisanych danych, dzięki czemu informacje niezbędne do wyrównania i nałożenia frontów fal światła gwiazd oraz rekonstrukcji obrazu mogą zostać poprawnie zdekodowane.
Dziedzina interferometrii jest szybko rozwijająca się. Giganci, tacy jak bliźniacze 10-metrowe teleskopy Keck, osiągnęli w ubiegłym roku „pierwsze obrzeża”, a VLTI Europejskiego Obserwatorium Południowego planuje połączyć światło z czterech 8-metrowych teleskopów. Od kilku lat działają również bardziej skromne, ale wszechstronne interferometry do obrazowania, takie jak CHARA, COAST i IOTA, ale NPOI jako pierwsza łączy światło z pełnej gamy sześciu teleskopów.
W najbliższej przyszłości NPOI uruchomi wszystkie pozostałe stacje, na których można zamontować dowolny z sześciu teleskopów, dla maksymalnego rozmiaru matrycy 430 metrów, największej linii bazowej wszystkich obecnych projektów interferometru obrazowego.
Gwiezdna astrofizyka zostanie zrewolucjonizowana przez możliwość bezpośredniego obrazowania gwiazd innych niż Słońce. Ostatecznie, gdy zostanie zastosowana w przestrzeni kosmicznej z doświadczeniem zebranym z eksperymentów naziemnych, interferometria optyczna może rozwinąć zdolność do obrazowania planet wielkości Jowisza krążących wokół odległych gwiazd.
„Pamiętaj o pierwszych dniach interferometrii radiowej i spójrz na ogólnoświatowe tablice, których dziś rutynowo używamy” - mówi dr Johnston. „Przeszliśmy od prostych dwuelementowych układów do rozmiarów kontynentalnych z 10 lub więcej antenami, które wytwarzają niezwykle dokładne obrazy odległych kwazarów. Stoimy na krawędzi osiągnięcia podobnych wyników dla źródeł światła widzialnego. ”
Oryginalne źródło: US Naval Observatory News Release
