Instrument ULTRACAM zamontowany na Very Large Telescope. Źródło zdjęcia: ESO. Kliknij, aby powiększyć.
Brytyjscy naukowcy otworzyli nowe okno na Wszechświat wraz z ostatnim uruchomieniem instrumentu dla zwiedzających ULTRACAM na bardzo dużym teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile.
ULTRACAM to ultraszybka kamera zdolna do rejestrowania jednych z najszybszych zdarzeń astronomicznych. Może zrobić do 500 zdjęć na sekundę w trzech różnych kolorach jednocześnie. Został zaprojektowany i zbudowany przez naukowców z uniwersytetów w Sheffield i Warwick (Wielka Brytania), we współpracy z brytyjskim Astronomy Technology Centre w Edynburgu.
ULTRACAM wykorzystuje najnowszą technologię detekcji naładowanych urządzeń sprzężonych (CCD) w celu pobierania, przechowywania i analizowania danych przy wymaganych czułościach i prędkościach. Detektory CCD można znaleźć w aparatach cyfrowych i kamerach, ale urządzenia używane w ULTRACAM są wyjątkowe, ponieważ są większe, szybsze i, co najważniejsze, znacznie bardziej wrażliwe na światło niż detektory stosowane w dzisiejszych produktach elektroniki użytkowej.
W maju 2002 r. Instrument ujrzał „pierwsze światło” na 4,2-metrowym teleskopie Williama Herschela (WHT) na La Palmie. Od tego czasu instrumentowi przyznano 75 nocy na WHT do badania dowolnego obiektu we Wszechświecie, który zaćmiewa, przenosi, okultyzmu, migocze, rozbłyski, pulsuje, oscyluje, wybucha lub eksploduje.
Obserwacje te przyniosły lawinę nowych i ekscytujących wyników, prowadząc do opublikowania już 11 publikacji naukowych lub w prasie.
Aby jednak badać najsłabsze gwiazdy przy bardzo dużych prędkościach, konieczne jest użycie największych teleskopów. Tak więc prace rozpoczęły się 2 lata temu, przygotowując ULTRACAM do użycia w VLT.
„Astronomowie używający VLT mają teraz instrument specjalnie zaprojektowany do badania zjawisk o dużej prędkości”, powiedział Vik Dhillon z University of Sheffield (Wielka Brytania) i naukowiec projektu ULTRACAM. „Używanie ULTRACAM w połączeniu z obecną generacją dużych teleskopów umożliwia teraz badanie zjawisk niebieskich o dużej prędkości, takich jak zaćmienia, oscylacje i okultyzmy w gwiazdach, które są miliony razy zbyt słabe, aby je zobaczyć nieuzbrojonym okiem”.
Obserwując czarne dziury
Instrument ujrzał pierwsze światło na VLT 4 maja 2005 r., A następnie był używany przez 17 kolejnych nocy w teleskopie do badania planet pozasłonecznych, układów podwójnych czarnych dziur, pulsarów, białych karłów, asterosejsmologii, zmiennych kataklizmicznych, brązowych karłów, gamma wybuchy promieni, jądra aktywnych galaktyk i obiekty z pasów Kuipera.
Jednym z słabych obiektów badanych za pomocą ULTRACAM na VLT jest GU Muscae. Obiekt ten składa się z czarnej dziury na 10-godzinnej orbicie z normalną gwiazdą podobną do Słońca. Czarna dziura jest otoczona krążkiem materiału przeniesionym z normalnej gwiazdy. Gdy materiał ten spada na czarną dziurę, uwalniana jest energia, wytwarzając rozbłyski o dużej amplitudzie widoczne na krzywej światła. Ten obiekt ma wielkość 21,4, czyli jest milion razy słabszy niż to, co można zobaczyć nieuzbrojonym okiem. Jednak, aby dokładnie to zbadać i wykryć możliwie najkrótsze impulsy, konieczne jest zastosowanie czasów ekspozycji tak krótkich, jak 5 sekund. Jest to możliwe dzięki dużemu otworowi i doskonałej wydajności VLT.
Te unikalne obserwacje ujawniły serię ostrych skoków, oddzielonych około 7 minutami. Taki stabilny sygnał musi być związany ze względnie stabilną strukturą w materii otaczającej czarną dziurę. Astronomowie są teraz w trakcie analizy tych wyników ze szczegółami, aby zrozumieć pochodzenie tej struktury.
Kolejna seria obserwacji poświęcona była badaniu planet pozasłonecznych, w szczególności tych, które przechodzą przed gwiazdą macierzystą. Obserwacje ULTRACAM pozwoliły astronomom uzyskać jednoczesne krzywe światła w kilku pasmach barw czterech znanych tranzytowych egzoplanet odkrytych podczas badania OGLE, a to z dokładnością do jednej dziesiątej procenta i rozdzielczością czasową 4 sekundy. Jest to współczynnik dziesięciokrotnie lepszy niż poprzednie pomiary i zapewni bardzo dokładne masy i promienie dla tak zwanych „gorących Jowisza”. Ponieważ ULTRACAM dokonuje obserwacji w trzech różnych zakresach fal, takie obserwacje pozwolą również astronomom ustalić, czy promień egzoplanety jest różny dla różnych długości fal. Może to dostarczyć kluczowych informacji na temat możliwej atmosfery egzoplanet.
Kamera jest pierwszym instrumentem, który korzysta z Visitor Focus na Melipal (UT3), oraz pierwszym instrumentem zbudowanym w Wielkiej Brytanii, który ma być zamontowany na VLT. Funkcja Focus Focus pozwala na dodanie do teleskopu innowacyjnych technologii i oprzyrządowania na krótki okres czasu, umożliwiając przeprowadzenie badań, które nie są dostępne w obecnym zestawie instrumentów.
„Te kilka nocy z ULTRACAM na VLT pokazało unikalne odkrycia, których można dokonać poprzez połączenie innowacyjnej technologii z jednym z najlepszych obiektów astronomicznych na świecie” - powiedział Tom Marsh z University of Warwick i członek zespołu. „Mamy nadzieję, że ULTRACAM stanie się regularnym gościem VLT, dając europejskim astronomom dostęp do wyjątkowego nowego narzędzia do badania Wszechświata.”
Więcej informacji
Zespół ULTRACAM tworzą Vik Dhillon, Stuart Littlefair i Paul Kerry (Sheffield, Wielka Brytania), Tom Marsh (Warwick, Wielka Brytania), Andy Vick i Dave Atkinson (UKATC, Edynburg, Wielka Brytania). W przypadku instalacji na VLT otrzymali wsparcie od Kieran O’Brien i Pascal Robert (ESO, Chile). Stronę projektu ULTRACAM można znaleźć pod adresem http://www.shef.ac.uk/~phys/people/vdhillon/ultracam.
Oryginalne źródło: ESO News Release
