Sjónaukatækni

Frá því að sjónaukinn var fundinn upp fyrir um 400 árum hafa stjarnvísindarannsóknir þróast frá litlum, handstýrðum sjónaukum yfir í stóra og háþróaða tölvustýrð rannsóknartæki. Þróun tveggja eiginleika sjónauka hafa reynst mikilvægastir: Ljóssöfnunargetan eða þvermál safnspegils sjónaukans (sem gerir okkur kleift að sjá sífellt daufari og fjarlægari fyrirbæri) og skerpa myndarinnar eða greinigæðin (sem gerir okkur kleift að sjá minni og daufari fyrirbæri).

European Southern Observatory (ESO), sem leiðandi afl í stjörnufræði, hefur þróað ýmis konar tækni sem hafa leitt til smíði æ stærri spegla án þess að það komi niður á gæðum sjóntækjanna.

ESO hefur þróað tækni sem kallast virk sjóntæki sem nú er notuð í flestöllum meðalstórum og stórum sjónaukum í heiminum í dag. Sú tækni varðveitir myndgæðin með því að para saman sveigjanlega spegla með hreyfiliðum sem aflaka spegilinn þegar mælingar standa yfir.

Því stærri sem spegillinn er, því meiri er upplausnin fræðilega séð, en jafnvel bestu staðir í heiminum fyrir stóra sjónauka á sýnilega sviðinu á jörðu niðri ná ekki mikið skarpari myndum en sjónaukar með 20 til 40 sentímetra safnspegla vegna bjögunar af völdum ókyrrðar í lofthjúpi Jarðar. Í tilviki fjögurra metra breiðs sjónauka minnka greinigæðin um eina stærðargráðu miðað við það sem er fræðilega mögulegt og styrkur ljóssins á miðri mynd af stjörnum minnkar um 100 falt eða meira. Ein aðalástæða þess að Hubble geimsjónauki NASA og ESA var sendur út í geiminn var að losna við þessi áhrif lofthjúpsins. Í dag má draga úr þeim með aðlögunarsjóntækni. VLT sjónauki ESO hefur ennfremur rutt brautina fyrir aðlögunarsjóntækjum sem hafa byllt nútíma stjarnvísindum.

Að sameina ljós sem einn eða fleiri sjónaukar safna er tækni sem kallast víxlmælingar og geta þær aukið greinigæðin umfram það sem einn stakur sjónauki er fær um. ESO hefur verið furmherji á þessu sviði með Very Large Telescope Interferometer (VLTI) í Paranal.

Til viðbótar við ókyrrð lofthjúpsins geta sjónaukarnir sjálfir framkallað villur í mælingum. Gallar í smíðum á speglum, mælitækjum og grind sjónaukans geta dregið verulega úr gæðum mælinga. Á liðnum árum hafa verkfræðingar náð að draga úr sliti af völdum vélrænna hreyfinga í sjónaukum og hitaskemmdum. Slípun spegla hefur stórlega batnað, sem og hönnun á grind sjónauka og stuðningskerfi spegla sem draga úr aflögun þeirra. Gler með lága varmaútþenslu hefur líka dregið úr aflögun spegla þegar hitastig sveiflast. Til að draga úr lítilli en greinlegri ókyrrð innan í hvolfi sjónauka, er varmatapi úr mótorum og rafeindabúnaði stýrt yfir nóttina, auk þess sem hvolfinu sem skýlir sjónaukanum fyrir vindi haldið köldu yfir daginn.