Pressemeddelelse

'First Light' for formidabelt udstyr til Adaptiv Optik

Billederne fra astrokameraet MUSE bliver nu betragteligt bedre

2. august 2017

Det ene af ESOs Very Large Telescope (VLT) teleskoper, Unit Telescope 4 (Yepun) har fået nye 'briller', så det nu er et fuldt adaptivt teleskop. 1000 gange i sekundet korrigerer kombinatinonen af Adaptive Optics Facility (AOF) og instrumentet MUSE for luftens uro, og der kommer utroligt skarpe billeder ind af tåger og galakser. Opgraderingen har været planlagt i mere end et årti, og AOF-MUSE kombinationen har allerede vist sig at være et af de mest avancerede og stærke teknologiske tiltag i jordbaseret astronomi.

Adaptive Optics Facility er et langtidsprojekt på ESOs Very Large Telescope (VLT), hvor formålet er at levere et adaptivt optisk system til alle instrumenterne på Unit Telescope 4 (UT4). Det første instrument er  MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) [1]. Adaptiv optik har til formål at korrigere for den udtværing af astronomiske optagelser, som er forårsaget af Jordens atmosfære. MUSE er nu i stand til at tage meget skarpere billeder, og det har givet dobbelt så stor kontrast som hidtil. Endnu svagere objekter ude i Universet kan nu observeres!

"Selv når vejrforholdene ikke er perfekte kan astronomerne nu få meget fin billedkvalitet takket være AOF", forklarer Harald Kuntschner, som er ESOs AOF Project Scientist.

Det nye system er blevet afprøvet i alle ender og kanter, og belønningen for de deltagende astronomer og ingeniører er en serie meget flotte billeder. De planetariske tåger IC 4406 i stjernebilledet Ulven (Lupus) og NGC 6369 i stjernebilledet Ophiuchus er de første i rækken. Billederne fra MUSE viser en dramatisk forbedring af billedskarpheden med AOF tilkoblet, så man nu ser skalstrukturer i IC 4406, som ikke før er observeret[2].

AOF består af mange enkeltdele, som skal arbejde perfekt sammen. To af dem er lasersystemet Four Laser Guide Star Facility (4LGSF) og det meget tynde deformerbare sekundærspejl i UT4 [3] [4]. 4LGSF fyrer fire 22-watt laserstråler ud i rummet, og det får natriumatomer i den øvre atmosfære til at lyse op, så der dannes fire lyspletter, som ligner stjerner, i kikkertens synsfelt. Sensorerne i modulet  GALACSI (Ground Atmospheric Layer Adaptive Corrector for Spectroscopic Imaging) bruger så disse kunstige ledestjerner til at bestemme forholdene op igennem atmosfæren.

Et tusinde gange i sekundet beregner AOF-systemet den korrektion, som skal til for at ændre teleskopets deformerbare sekundærspejl, så det kan kompensere for ændringerne i atmosfæren. GALACSI korrigerer særligt for turbulens i atmosfærelagene op til en kilometer over teleskopet. Afhængigt af forholdene kan turbulensen i atmosfæren variere med højden, men undersøgelser har vist, at det meste af atmosfærens forstyrrende indvirkning sker i den nederste del af atmosfæren.

"AOF-systemet svarer i bund og grund til at hæve VLT omkring 900 meter højere op i luften, over atmosfærens mest turbulente lag," forklarer Robin Arsenault, som er AOF Project Manager. "Førhen måtte vi finde et andet sted at opstille teleskopet, eller bruge et rumteleskop, hvis vi ønskede skarpere billeder - men nu, med AOF, kan vi forbedre forholdene betragteligt der, hvor vi nu en gang er, og til en brøkdel af udgifterne."

AOF korrigerer hurtigt og konstant billedkvaliteten, så MUSE kan vise finere detaljer i højere opløsning, og også se svagere stjerner, end det hidtil har været muligt. I øjeblikket giver GALACSI en korrektion over et stort billedfelt, men det er kun første trin til at udstyre MUSE med adaptiv optik. Næste version af GALACSI er under forberedelse, og det forventes, at den kan tages i brug tidliget i 2018. Med den nye version vil man kunne korrigere for turbulens i alle højder, men i et mindre synsfelt, så observationer af mindre himmelområder kan gøres med endnu højere opløsning.

"Allerede for seksten år siden, da vi foreslog at bygge det revolutionerende MUSE-instrument, var det vores tanke at koble det sammen med et andet meget avanceret system; AOF," siger Roland Bacon, som er projektleder for MUSE. "De allerede store muligheder, som vi har opnået med MUSE, er nu blevet endnu bedre. Det er en drøm, som er gået i opfyldelse."

Et af de vigtigste videnskabelige mål med systemet er at observere svage objekter langt væk i Universet med den bedst mulige billedkvalitet. Det vil kræve optagelser, som varer mange timer. Joël Vernet, som er ESOs MUSE og GALACSIs Project Scientist har denne kommentar: "Vi er særligt interesserede i at observere de mindste og svageste galakser så langt væk som muligt. Det er galakser under dannelse - helt spæde -, og de er nøglen til at forstå, hvordan galakserne oprindeligt er dannet."

MUSE er i øvrigt ikke det eneste instrument, som får nytte af AOF. I den nærmeste fremtid bliver et andet system til adaptiv optik taget i brug. Det er GRAAL, som kobles til det allerede fungerende infrarøde instrument HAWK-I, så det også kommer til at studere Verdensrummet med endnu større skarphed. Endnu senere bliver det nye kraftige instrument ERIS taget i brug.

"Det er ESO, som er drivkraften i udviklingen af disse adaptive optiske systemer, og AOF bliver også stifinderene for det system, som skal bruges ved ESOs Extremely Large Telescope," tilføjer Arsenault. "Arbejdet med AOF har givet os forskere, ingeniører og industrikontakter uvurderlige erfaringer, og en ekspertise, som nu bliver brugt til at gå i kødet på de udfordringer, som bygningen af ELT giver os."

Noter

[1] MUSE er en integral-field spektrograf. Det er et kraftigt instrument, som giver et 3D datasæt af et himmelobjekt. Hver pixel i billedet indeholder et spektrum af lyset fra objektet. Det betyder i virkeligheden, at instrumentet skaber tusinder af billeder af objektet på samme tid, men hvert af dem i en forskellig bølgelængde. Alt i alt en enorm mængde information.

[2] IC 4406 er tidligere blevet observeret med VLT (eso9827a).

[3] Det er det største adaptive teleskopspejl, som endnu er fremstillet. Det har en diameter på lige godt en meter, og fremstillingen har presset teknologien til det yderste. Det blev monteret på UT4 i 2016 (ann16078) som erstatning for teleskopets originale konventionelle sekundærspejl.

[4] Der er også andre værktøjer i brug for at optimere brugen af AOF. Her iblandt er en forbedring af den software, Astronomical Site Monitor, som overvåger atmosfærens tilstand og højden, hvor turbulensen forekommer. Desuden Laser Traffic Control System (LTCS), som sikrer, at andre teleskoper ikke ser ind i laserstrålerne eller på selve de kunstige stjerner, så deres observationer ville blive forstyrrede.

Mere information

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Fotos af VLT

Kontakter

Harald Kuntschner
ESO, AOF Project Scientist
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6465
E-mail: hkuntsch@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Joël Vernet
ESO MUSE and GALACSI Project Scientist
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6579
E-mail: jvernet@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1724 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.