W 2007 r. Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) zakończyło prace nad Very Large Telescope (VLT) w Obserwatorium Paranal w północnym Chile. Ten naziemny teleskop jest najbardziej zaawansowanym instrumentem optycznym na świecie, składającym się z czterech teleskopów jednostkowych z lustrami głównymi (o średnicy 8,2 metra) i czterech ruchomych teleskopów pomocniczych o średnicy 1,8 metra.
Niedawno VLT został ulepszony o nowy przyrząd znany jako Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), panoramiczny spektrograf pola integralnego, który działa przy widzialnych długościach fal. Dzięki nowemu adaptacyjnemu trybowi optycznemu (znanemu jako tomografia laserowa) VLT był w stanie niedawno uzyskać nieskazitelną klarowność niektórych zdjęć Neptuna, gromad gwiazd i innych obiektów astronomicznych.
W astronomii optyka adaptacyjna odnosi się do techniki, w której instrumenty są w stanie zrekompensować efekt rozmycia spowodowany atmosferą ziemską, co jest poważnym problemem, jeśli chodzi o teleskopy naziemne. Zasadniczo, gdy światło przepływa przez naszą atmosferę, ulega zniekształceniu i powoduje zamazanie odległych obiektów (dlatego gwiazdy wydają się migotać, gdy widzimy je gołym okiem).
Jednym z rozwiązań tego problemu jest rozmieszczenie teleskopów w kosmosie, gdzie zakłócenia atmosferyczne nie stanowią problemu. Innym jest poleganie na zaawansowanej technologii, która może sztucznie korygować zniekształcenia, dzięki czemu uzyskuje się znacznie wyraźniejszy obraz. Jedną z takich technologii jest instrument MUSE, który współpracuje z adaptacyjną jednostką optyczną zwaną GALACSI - podsystemem Adaptive Optics Facility (AOF).
Instrument pozwala na dwa tryby adaptacyjnej optyki - tryb szerokiego pola i tryb wąskiego pola. Podczas gdy ten pierwszy koryguje wpływ turbulencji atmosferycznych do 1 km nad teleskopem w stosunkowo szerokim polu widzenia, tryb wąskiego pola wykorzystuje tomografię laserową do korekcji prawie wszystkich turbulencji atmosferycznych nad teleskopem w celu uzyskania znacznie ostrzejszych obrazów, ale na mniejszym obszarze nieba.
Składa się z czterech laserów, które są przymocowane do czwartego Teleskopu Jednostki (UT4), wysyłając intensywne pomarańczowe światło na niebo, symulując atomy sodu wysoko w atmosferze i tworząc sztuczne „Gwiazdy Laser Guide”. Światło tych sztucznych gwiazd jest następnie wykorzystywane do określania turbulencji w atmosferze i obliczania poprawek, które są następnie wysyłane do odkształcalnego zwierciadła wtórnego UT4 w celu korekcji zniekształconego światła.
Korzystając z tego trybu wąskiego pola, VLT był w stanie uchwycić niezwykle ostre obrazy testowe planety Neptune, odległych gromad gwiazd (takich jak gromada kulista NGC 6388) i innych obiektów. Czyniąc to, VLT wykazał, że jego lustro UT4 jest w stanie osiągnąć teoretyczną granicę ostrości obrazu i nie jest już ograniczone efektami zniekształceń atmosferycznych.
Zasadniczo oznacza to, że VLT może teraz przechwytywać obrazy z ziemi, które są ostrzejsze niż te wykonane przez Kosmiczny teleskop Hubble. Wyniki badania UT4 pomogą także inżynierom dokonać podobnych adaptacji do ekstremalnie dużego teleskopu ESO (ELT), który będzie również polegał na tomografii laserowej przy przeprowadzaniu badań i realizacji celów naukowych.
Cele te obejmują badanie supermasywnych czarnych dziur (SMBH) w centrach odległych galaktyk, dżetów od młodych gwiazd, gromad kulistych, supernowych, planet i księżyców Układu Słonecznego oraz planet pozasłonecznych. Krótko mówiąc, zastosowanie optyki adaptacyjnej - przetestowanej i potwierdzonej przez MUSE VLT - pozwoli astronomom na wykorzystanie naziemnych teleskopów do badania właściwości obiektów astronomicznych w sposób znacznie bardziej szczegółowy niż kiedykolwiek wcześniej.
Ponadto inne adaptacyjne układy optyczne skorzystają na pracy z Adaptive Optics Facility (AOF) w nadchodzących latach. Należą do nich GRAAL, moduł adaptacyjnej optyki naziemnej ESO, który jest już używany przez szerokokątne urządzenie do obrazowania w podczerwieni Hawk-I. Za kilka lat do VLT zostanie dodany potężny przyrząd do obrazowania i spektrografii o rozszerzonej rozdzielczości (ERIS).
Pomiędzy tymi aktualizacjami a rozmieszczeniem kosmicznych teleskopów nowej generacji w nadchodzących latach (np Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który zostanie wdrożony w 2021 r.), astronomowie oczekują, że „skupi się” znacznie więcej na Wszechświecie. A to, co zobaczą, z pewnością pomoże rozwiązać niektóre od dawna tajemnice i prawdopodobnie stworzy o wiele więcej!
I koniecznie obejrzyj te filmy ze zdjęciami uzyskanymi przez VLT Neptuna i NGC 6388, dzięki uprzejmości ESO:
