Resim kredisi: NSO
Yeni bir adaptif optik sistem, Ulusal Güneş Gözlemevi'nin Güneş'in çok daha canlı görüntülerini almasına yardımcı oluyor. Yeni NSO sistemi ile; ancak, güneş teleskopları şimdi 4 metre ve daha büyük inşa edilebilir. Bu, güneş gökbilimcilerinin güneş manyetizması ve diğer faaliyetlerin süreçlerini daha iyi anlamalarını sağlamalıdır.
Güneş'in etkileyici, keskin görüntüleri, mevcut teleskoplara yeni bir hayat verecek ve geniş diyafram açıklığına sahip bir güneş teleskopu nesline yol açacak gelişmiş bir uyarlanabilir optik sistemle üretilebilir. Bu AO sistemi, Dünya'nın çalkantılı atmosferinin getirdiği bulanıklığı giderir ve böylece Güneş'teki en küçük yapının net bir görüşünü sağlar.
Yeni AO76 sistemi - Adaptive Optics, 76 subaperture - güneş gözlemleri için tasarlanmış en büyük sistemdir. Son zamanlarda Sunspot'taki Ulusal Güneş Gözlemevi'nde bir ekip tarafından gösterildiği gibi, NMO, 1998'den beri kullanılan AO24 sisteminden daha kötü görme koşulları altında, atmosferik bozulma için daha keskin görüntüler üretir.
Yeni AO76 sistemi ile “ilk ışık” Aralık 2002'de gerçekleşti, ardından Nisan 2003'te sistemi önemli ölçüde geliştiren yeni bir yüksek hızlı kamera ile başlayan testler yapıldı.
NSO'nun AO proje bilim adamı Dr.Thomas Rimmele, “Prototip ile ilk sonuçların ilk sonuçları etkileyici olsaydı,” diyor. “Şimdi gerçekten şaşırtıcı hale getirdiğimiz performansı diyorum. Bu yeni sistemin sağladığı görüntü kalitesinden çok memnunum. Aldığımız görüntülerin Dunn Solar Telescope tarafından şimdiye kadar üretilmiş en iyi şey olduğunu söylemek adil. ” Dunn, ülkenin önde gelen güneş gözlem tesislerinden biridir.
Çift amaçlı program
Yeni yüksek dereceli AO sistemi iki amaca hizmet ediyor. 76 cm (30 inç) Dunn gibi mevcut güneş teleskoplarının daha yüksek çözünürlüklü görüntüler üretmesine ve daha geniş bir görüntüleme koşulları altında bilimsel çıktılarını büyük ölçüde geliştirmesine izin verecektir. Ayrıca, mevcut teleskopların elde edebileceğinden daha yüksek çözünürlüklerde görecek olan önerilen 4 metrelik Gelişmiş Teknoloji Güneş Teleskobu (aşağıya bakınız) dahil olmak üzere yeni nesil geniş diyafram açıklıklı enstrümanları etkinleştirmek için sistemi büyütme yeteneğini de göstermektedir.
Güneş'in yüksek çözünürlüklü gözlemleri, güneş fiziğindeki birçok problemin çözümü için giderek daha önemli hale geldi. Akı elemanlarının fiziğinin veya genel olarak güneş ince yapısının incelenmesi, ince yapıların spektroskopisi ve polarimetrisini gerektirir. Pozlamalar tipik olarak yaklaşık 1 saniye uzunluğundadır ve şu anda spektroskopik / polarimetrik verilerde elde edilen çözünürlük tipik olarak 1 ark saniyedir, bu da ince güneş yapılarının incelenmesi için yetersizdir. Ayrıca, teorik modeller mevcut güneş teleskoplarının 0,2 ark-sn çözünürlük sınırlarının altındaki yapıları öngörmektedir. Bu küçük ölçeklerde meydana gelen önemli fiziksel süreçleri incelemek için 0.2 ark-sn çözünürlük sınırının altında gözlemlere ihtiyaç vardır. Sadece AO, yer tabanlı gözlemevlerinden 0,1 ark-sn veya daha iyi tutarlı bir uzaysal çözünürlük sağlayabilir.
AO teknolojisi, atmosferik bulanıklaşmanın (“görme”) astronomik görüntüler üzerindeki etkilerini azaltmak için bilgisayarları ve esnek optik bileşenleri bir araya getirir. Sunspot’un güneş enerjisi AO76 sistemi, Shack-Hartmann korelasyon tekniğine dayanmaktadır. Esasen, bu, gelen bir görüntüyü dalga önü sensörlü bir kamera tarafından görüntülenen bir dizi alt metne böler. Bir alt metin referans görüntü olarak seçilir. Dijital sinyal işlemcileri (DSP'ler), her bir alt metnin referans görüntüye uyacak şekilde nasıl ayarlanacağını hesaplar. Daha sonra DSP'ler, 97 aktüatöre bulanıklığın çoğunu iptal etmek için ince, 7,7 cm (3 inç) deforme olabilir bir aynayı yeniden şekillendirmesini emreder. DSP ayrıca AO sisteminin önüne monte edilen ve atmosferin neden olduğu brüt görüntü hareketini kaldıran bir eğim / uç aynası da kullanabilir.
Daha net görüntüler için döngüyü kapatma
NSO'nun AO lider proje mühendisi Kit Richards, “Gökbilimciler için en büyük zorluk, teleskoplarına giren ışığı Dünya atmosferinin etkisi için düzeltmektir. "Teleskopun üzerinde karışan farklı sıcaklıklardaki hava, atmosferi saniyede yüz kere yeniden şekillendiren kauçuk bir lens gibi yapar." Bu, Güneş'i ısıtan Dünya'nın yüzeyi ile gün boyunca gözlem yapan güneş gökbilimcileri için daha ciddidir, ancak yine de yıldızların geceleri parıldamasına neden olur.
Ayrıca, güneş fizikçileri düşük kontrastlı geniş parlak bölgeleri araştırmak istiyorlar. Bu, AO sisteminin birkaç farklı alt metnin aynı bölümlerini ilişkilendirmesini ve atmosfer şekli değiştikçe bir görüntü çerçevesinden diğerine korelasyonu sürdürmeyi daha zor hale getirir.
(Gece astronomi birkaç yıldır farklı bir teknik kullanmıştır. Lazerler atmosferde yapay kılavuz yıldızlar üreterek gökbilimcilerin atmosferik bozulmayı ölçüp düzeltmelerine izin verir. Bu, Güneş'i gözlemleyen enstrümanlar için pratik değildir.)
1998'de NSO, güneş gözlemleri için düşük dereceli bir AO24 sisteminin kullanılmasına öncülük etti. 24 diyaframı vardır ve saniyede 1.200 kez telafi eder (1.200 Hertz [Hz]). Ağustos 2000'den bu yana ekip, sistemi 76 diyafram açıklığıyla yüksek dereceli AO76'ya kadar ölçeklendirmeye ve 2.500 Hz'lik iki kat daha hızlı düzeltmeye odaklandı. Atılımlar 2002'nin sonlarında başladı.
İlk olarak, servo döngüsü Aralık ayında Dunn'daki ilk mühendislik çalışması sırasında yeni yüksek dereceli AO sisteminde başarıyla kapatıldı. “Kapalı döngü” servo sisteminde çıkış girişe geri beslenir ve hatalar 0'a yönlendirilir. “Açık döngü” sistemi hataları algılar ve düzeltmeler yapar, ancak düzeltilmiş çıkış girişe geri beslenmez. Servo sistemi tüm hataları silip etmediğini bilmiyor. Bu tür bir sistem daha hızlıdır ancak kalibre edilmesi ve kalibre edilmesi çok zordur. Bu noktada sistem, geçici dalga önü sensörü olarak 955 Hz'de çalışan bir DALSA kamera kullandı. Optik kurulum tamamlanmadı ve ön hazırlık yapılmadı; “Bare-bone” yazılımı sistemi çalıştırıyordu.
Yüksek hızlı dalga önü sensörü
Bileşenlerin bir sistem olarak birlikte çalıştığını göstermeyi amaçlayan bu ilk durumda bile ve vasat görüş koşullarında, yüksek dereceli AO sistemi etkileyici, kırınımla sınırlı görüntüler üretti. Düzeltilmiş ve düzeltilmemiş görüntülerin zaman dizileri, yeni AO sisteminin, gündüz görme için tipik olarak görmenin önemli ölçüde değişmesine rağmen oldukça tutarlı yüksek çözünürlüklü görüntüleme sağladığını gösterir.
Bu dönüm noktasının ardından ekip, Baja Technology ve NSO’nun Richards tarafından AO projesi için geliştirilen yeni bir yüksek hızlı dalga önü sensörü kamerası kurdu. Saniyede 2,500 kare hızında çalışır, bu da DALSA kamera ile mümkün olan kapalı döngü servo bant genişliğini iki katına çıkarır. Richards ayrıca geliştirilmiş kontrol yazılımı uyguladı. Ayrıca sistem, doğrudan AO dalga önü sensöründen veya 3 kHz'de çalışan ayrı bir korelasyon / nokta izleyici sisteminden uç / eğim düzeltme aynasını sürmek için yükseltildi.
Yeni yüksek dereceli AO76 ilk olarak Nisan 2003'te test edildi ve hemen normalde yüksek çözünürlüklü görüntüleri engelleyecek daha geniş görüntüleme koşulları altında mükemmel görüntüler üretmeye başladı. Yeni yüksek dereceli AO76 ilk olarak Nisan 2003'te test edildi ve hemen normalde yüksek çözünürlüklü görüntüleri engelleyecek daha geniş görüntüleme koşulları altında mükemmel görüntüler üretmeye başladı. AO ile açık arasında çarpıcı farklar, etkin alanların, granülasyonun ve diğer özelliklerin görüntülerinde kolayca görülebilir.
Rimmele, “Görmenin artık önemli olmadığı anlamına gelmez” dedi. “Aksine, anizoplanatizm - korelasyon hedefi ve çalışmak istediğimiz alan arasındaki dalga önü farklılıkları gibi etkileri görmek hala sınırlayıcı faktörlerdir. Ancak yarı iyi bir görünümde, granülasyona kilitlenebilir ve mükemmel görüntüler kaydedebiliriz. ”
Gelişmiş Teknoloji Güneş Teleskobu gibi büyük enstrümanları mümkün kılmak için, yüksek dereceli AO sisteminin on kattan fazla en az 1000 alt çerçeveye kadar ölçeklendirilmesi gerekecektir. Ve NSO bunun ötesinde daha karmaşık bir teknik olan çok eşlenikli AO'ya bakıyor. Zaten gece astronomisi için geliştirilen bu yaklaşım, türbülanslı bölgenin basit bir çarpık mercek gibi davranmak yerine üç boyutlu bir model oluşturuyor.
Şimdilik, proje ekibi Dunn'daki optik kurulumun tamamlanmasına, Big Bear Solar Gözlemevi'ne AO tezgahının monte edilmesine, ardından mühendislik çalışmalarına, rekonstrüksiyon denklemlerinin ve servo döngü kontrollerinin optimizasyonuna ve sistemin karakterizasyonuna odaklanacak. her iki sitede de performans. Daha sonra, Dunn AO sistemi 2003 sonbaharında faaliyete geçecek. Yüksek dereceli AO tarafından sunulan kırınımla sınırlı görüntü kalitesinden yararlanabilecek ana bilim aracı olan Kırınım Sınırlı Spektro-Polarimetre (DLSP) planlanıyor NSO, Boulder'daki Yüksek İrtifa Gözlemevi ile birlikte DLSP'yi geliştiriyor.
Orijinal Kaynak: NSO Haber Bülteni
