Resim kredisi :: Keck
10 metrelik Keck II gözlemevi, yeni uyarlamalı optik sistemiyle gözlemlere başladığında son zamanlarda önemli bir adım attı. Sistem, gökyüzünde 90 kilometre kadar sahte bir yıldız oluşturmak için bir lazer kullanır - bir bilgisayar bunu atmosferik rahatsızlıkların etkisinin nasıl giderileceğini hesaplamak için kullanabilir. Uyarlanabilir optikler daha küçük teleskoplarda kullanılmıştır, ancak ilk kez güçlü Keck II kadar büyük bir teleskopta kullanılmıştır; Gözlemevini uyarlamak dokuz yıl sürdü.
Gökbilim tarihinde önemli bir kilometre taşı yakın zamanda W.M. Keck Gözlemevi, bilim adamları ilk kez, bir yıldızın uyarlanabilir optiklerle (AO) bulanıklığını düzeltmek için Keck II 10 metrelik teleskopta yapay bir kılavuz yıldız oluşturmak için bir lazer kullandılar. Lazer kılavuz yıldızları daha küçük teleskoplarda kullanılmıştır, ancak bu, dünyanın en büyük teleskoplarının mevcut neslinde ilk başarılı kullanımıdır. NIRC2 kızılötesi kamera tarafından yakalanan elde edilen görüntü (Şekil 1), büyük bir teleskop üzerinde bir lazer kılavuz yıldız adaptif optik (LGS AO) sisteminin ilk gösterimiydi. Tamamlandığında, LGS AO sistemi, gökbilimcilerin gökyüzündeki hemen hemen her nesneyi uyarlanabilir optiklerin netliğiyle görebilecekleri yeni bir astronomi çağını işaretleyecek.
W.M. Direktörü Dr. Frederic Chaffee, “Bu, Keck'teki tüm yıllarımdaki en sevindirici anlardan biri” dedi. Keck Gözlemevi'nde akşam gözlemler yapıldı. “Olumlu bir ilk ışık sonucu gibi, sistemin çalışır durumda olduğu düşünülmeden önce yapılması gereken çok şey vardır. Ama aynı zamanda olumlu bir ilk ışık sonucu gibi, bunun yapılabileceğini gösterir ve hedeflerimizin imkansız hayaller olmadığı, bunun yerine ulaşılabilir gerçekler olduğu konusunda bize büyük bir iyimserlik verir. ”
Uyarlamalı optik, dünya atmosferinin neden olduğu yıldız ışığının bulanıklığını giderebilme özelliği ile yer tabanlı astronomide devrim yaratan bir tekniktir. Bilimsel çalışma nesnesiyle aynı görüş alanında nispeten parlak bir “kılavuz yıldız” gereksinimi, genellikle AO kullanımını gökyüzündeki nesnelerin yaklaşık yüzde birine sınırlamıştır.
Bu kısıtlamanın üstesinden gelmek için, 1994 yılında W.M. Keck Gözlemevi yapay bir kılavuz yıldız sistemi geliştirmek için Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarları (LLNL) ile çalışmaya başladı. Bir "sanal yıldız" oluşturmak için bir lazer kullanarak gökbilimciler, adaptif optiklerle çok daha sönük (19. büyüklüğe kadar) nesnelerin yakınındaki herhangi bir nesneyi inceleyebilir ve parlak, doğal olarak oluşan kılavuz yıldızlara bağımlılığını azaltabilir. Bunu yapmak, Keck adaptif optik sistemi için gökyüzü kapsamını, gökyüzündeki tüm nesnelerin tahmini yüzde birinden yüzde 80'in üzerine çıkaracaktır.
W.M. optik mühendisi Adam Contos, “Büyük bir teleskopla lazer kılavuz yıldızı kullanma yeteneği, gökbilimcileri gece gökyüzünü daha kapsamlı bir şekilde keşfetmeye davet etti” dedi. Keck Gözlemevi. “Gelecekte, büyük gözlemevlerinin çoğunun AO yeteneklerindeki bu inanılmaz geliştirmeden yararlanmak için benzer sistemler kurmasını bekliyorum.”
Ocak 2001'de, yedi yıldan fazla bir süredir geliştirildikten sonra, Keck ve LLNL ekipleri Keck lazer kılavuz yıldız sisteminin tamamlanmasını kutladı. Yapay yıldız, 15 watt'lık bir boya lazerinden gelen ışık, doğal olarak oluşan bir sodyum atomu tabakasının, dünya yüzeyinin yaklaşık 90 km (56 mil) üzerinde parlamasına neden olduğunda ortaya çıkar. Lazer sisteminin Keck II adaptif optik sistemine entegre edilmesi iki yıl daha karmaşık araştırma ve tasarım gerektirecektir.
20 Eylül sabahının erken saatlerinde, tüm alt sistemler sonunda Keck LGS AO sisteminin benzersiz kabiliyetini ve aşırı zayıf nesneleri çözme potansiyelini ortaya çıkarmak için bir araya geldi. Sistem 15. büyüklükte bir yıldıza kilitlendi, HK Tau adında tanınmış bir T Tauri ikili dosyasının üyesi ve eşlik eden yıldızın çember diskinin ayrıntılarını ortaya çıkardı. Çok büyük bir teleskoptaki uyarlanabilir bir optik sistem ilk kez soluk bir nesneyi çözmek için yapay bir kılavuz yıldız kullanmıştı.
LGS AO ekibinin karşılaştığı temel zorluklardan biri, gerekli her alt sistem için iyi performans ölçümlerini entegre etme ve elde etme çabalarının ne kadar başarılı olacağıydı. Lazerin gücü ve spot kalitesi, lazer trafik kontrol sisteminin çalışması, yeni sensörlerin daha sönük kılavuz yıldızlara kilitlenebilmesi ve görüntü kalitesini, olabilecek sapmaları doğru bir şekilde anlayarak optimize edebilme ile ilgili endişeler lazer kılavuz yıldız kullanılarak ölçülmez, hepsi akşam gözlemine katılmıştır.
W.M.'deki uyarlanabilir optik ekibinin takım lideri Dr.Peter Wizinowich, “İlk ışık mükemmel bir ekip çalışmasıydı” dedi. “Birçok alt sistemin her birinin ilk denememizde çok iyi performans göstermesi çok tatmin ediciydi. Virgil'e, "Audentes Fortuna Juvat" dan bahsetmek için servet cesur olanları destekliyor. ”
LGS AO ilk ışık görüntülerinin kalitesi son derece yüksekti. 14. büyüklükte bir yıldız üzerinde kilitlenirken, Keck LGS AO sistemi düzeltilmemiş görüntülerde yüzde dörde kıyasla yüzde 36 oranında “Strehl oranları” kaydetti (2.1 mikron dalga boyunda, 30 saniyelik pozlama süresi, Şekil 3). Strehl oranları, bir optik sistemin teleskopun “kırınım sınırlı” mükemmelliğine veya teorik performans sınırına yaklaşma derecesini ölçer.
Bu 14'üncü büyüklük yıldızı için başka bir performans ölçüsü olan “maksimum yarıdaki tam genişlik” (FWHM), düzeltilmemiş görüntü için 183 mili-arkseç ile karşılaştırıldığında, 50 mili-arcseconds idi. FWHM ölçümleri, gökbilimcilerin, tespitin kesin olmadığı veya belirlenmesi zor olabileceği bir nesnenin gerçek kenarlarını belirlemesine yardımcı olur. 50 mili-arcseconds ölçümü, Los Angeles'ta dururken New York'ta bir çift araba farını ayırt edebilmekle eşdeğerdir.
Akşam boyunca, lazer kılavuz yıldızı, insan gözünün görebileceğinden yaklaşık 25 kat daha hafif, yaklaşık 9.5 kat daha parlak, sabit ve parlak tuttu, ancak Keck adaptif optik sisteminin atmosferik bozulmaları ölçmek ve düzeltmek için idealdir.
Keck LGS AO sisteminin tamamen işlevsel olduğu düşünülmeden önce ek çalışmalar devam etmektedir. Keck LGS AO sistemi, önümüzdeki yıl sınırlı ortak risk bilimi için kullanılabilir olacak ve 2005 yılında Keck kullanıcı topluluğuna tam olarak dağıtılacaktır.
W.M. adaptif optik enstrüman bilim adamı Dr. David Le Mignant, “Sadece bu ilk testle bile, gökbilimciler şimdiye dek görülmemiş bir çözünürlük ve güce sahip uzak gökadaları incelemek için lazer kılavuz yıldız sistemini kullanmaya çağırıyorlar. Keck Gözlemevi, California Astronomi Araştırmaları Derneği. “Gelecek yıl, erken galaksilerin zengin oluşum tarihini incelemek için uyarlamalı optik kullanılacaktır.”
Bu atılımın dünya astronomisine önemi, biri Mauna Kea'da diğeri Şili'deki Cerro Pachon'da olmak üzere 8 metrelik ikiz teleskoplar işleten Gemini Gözlemevi'nin direktörü Dr. Matt Mountain tarafından özetlendi: “Bu kritik bir dönüm noktasıdır tüm yer tabanlı astronomi için, sadece şu anki sekiz ila 10 metrelik sınıf teleskoplarımız için değil, aynı zamanda 30 metrelik teleskop hayallerimiz için. ”
Keck LGS AO sisteminden sorumlu ekip üyeleri Antonin Bouchez, Jason Chin, Adam Contos, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Chris Neyman, Paul Stomski, Doug Summers, Marcos van Dam ve Peter Wizinowich'dir. WM'den Ekip, LLNL: Dee Pennington, Curtis Brown ve Pam Danforth'daki ortaklarına özel teşekkür etti.
Lazer kılavuz yıldız adaptif optik sistemi W.M. Keck Vakfı.
W.M. Keck Gözlemevi, California Teknoloji Enstitüsü'nün bilimsel bir ortaklığı olan California Astronomi Araştırma Derneği tarafından işletilmektedir.
Orijinal Kaynak: Keck Haber Bülteni
