Anúncio

Imagens mais nítidas obtidas com a câmara infravermelha do VLT

Infraestrutura de óptica adaptativa aplicada ao instrumento HAWK-I

30 de Janeiro de 2018

O Very Large Telescope do ESO (VLT) tem agora um segundo instrumento a trabalhar com a poderosa Infraestrutura de Óptica Adaptativa (AOF). O instrumento infravermelho HAWK-I (High Acuity Wide-field K-band Imager) [1] vai a partir de agora poder beneficiar de imagens mais nítidas e tempos de exposição mais curtos, após a sua integração bem sucedida com a AOF, no seguimento da primeira integração desta infraestrutura com o MUSE (the Multi Unit Spectroscopic Explorer).

A AOF é um projeto de longo termo que está praticamente no final. Pretende fornecer correções de óptica adaptativa a todos os instrumentos montados num dos Telescópios Principais do Very Large Telescope (UT4, também conhecido por Yepun).

A óptica adaptativa trabalha no sentido de compensar os efeitos de distorção da atmosfera terrestre sobre as imagens obtidas. Este melhoramento permite agora ao HAWK-I obter imagens mais nítidas, necessitando também de menores tempos de exposição para obter os mesmos resultados que anteriormente. Ao usar a AOF, os astrónomos podem agora obter boa qualidade de imagem com o HAWK-I, mesmo quando as condições atmosféricas não são perfeitas.

No seguimento de uma série de testes sobre o novo sistema, a equipa de astrónomos e engenheiros foi recompensada com uma quantidade de imagens espectaculares, incluindo uma da região de formação estelar da Nebulosa da Tarântula na Grande Nuvem de Magalhães.

A AOF, responsável por estas observações, é composta por muitas partes que trabalham em uníssono, incluindo a Infraestrutura de Quatro Estrelas Guia Laser (4LGSF) e o espelho secundário deformável muito fino do UT4, o qual é capaz de alterar a sua forma [2][3]. A 4LGSF emite quatro raios laser de 22 watt para o céu, fazendo com que os átomos de sódio situados na atmosfera superior brilhem intensamente, formando assim estrelas guia artificiais.

Os sensores do módulo de óptica adaptativa GRAAL (GRound layer Adaptive optics Assisted by Lasers) usam estas estrelas guia artificiais para determinar as condições atmosféricas. O sistema AOF calcula mil vezes por segundo a correção que deve ser aplicada ao espelho secundário deformável do telescópio de modo a compensar os distúrbios atmosféricos.

O GRAAL corrige a turbulência na camada atmosférica até 500 metros por cima do telescópio — a camada base. Dependendo das condições, a turbulência atmosférica pode ocorrer a qualquer altitude, mas estudos mostraram que uma grande fração dos distúrbios ocorrem precisamente na camada base da atmosfera.

As correções aplicadas pela AOF melhoram rápida e continuamente a qualidade da imagem ao concentrarem a luz para formar imagens mais nítidas, permitindo assim ao HAWK-I resolver detalhes mais finos e detectar estrelas mais ténues do que o que era possível anteriormente.

O MUSE e o HAWK-I não são os únicos instrumentos que beneficiarão da AOF; no futuro, o novo instrumento ERIS será também instalado no VLT. A AOF é um precursor de óptica adaptativa para a Extremely Large Telescope do ESO (ELT).

Notas

[1] O HAWK-I é um instrumento de imagem de grande angular, que obtém imagens do céu nos comprimentos de onda do infravermelho. Estes comprimentos de onda permitem observar para lá do gás e poeira interestelares, os quais bloqueiam a luz visível. O instrumento usa 4 chips de imagem em simultâneo para conseguir cobrir um grande campo de visão, capturando assim enormes quantidades de informação.

[2] Com apenas 1 metro de diâmetro, trata-se do maior espelho de óptica adaptativa em operação no mundo, o que requer tecnologia de vanguarda para o seu funcionamento. O espelho foi montado no UT4 em 2016 (ann16078), substituindo o espelho secundário convencional original do telescópio.

[3] Foram desenvolvidas e estão agora em operação outras ferramentas que optimizam as operações da AOF, incluindo uma extensão do software Astronomical Site Monitor, que monitoriza a atmosfera com o intuito de determinar a altitude à qual está a ocorrer a turbulência e o LTCS (Laser Traffic Control System) que evita que outros telescópios observem na direção dos raios laser ou imagens formadas por eles na atmosfera, o que pode afectar as suas observações.