Новые инструменты в мире адаптивной оптики
Паломарская обсерватория. Вид сверху. Источник.
Недавно, я наткнулся в Архиве на две интересные публикации, рассказывающие о важных усовершенствованиях адаптивной оптики. Обе из них касаются экзопланет и связаны с Паломарской обсерваторией. Полвека назад в этой обсерватории был построен самый крупный на тот момент телескоп. Этот рекорд продержался 28 лет, пока на Кавказе не был построен 6-метровый советский БТА. Потом астрономы начали строить еще большие телескопы, в самых лучших местах - в Чили и Гавайских с Канарскими островами, и казалось бы лучшие времена Паломарской обсерватории канули в лета. Однако, в последнее время, эта обсерватория стала полигоном для испытания самых последних технологий в мире адаптивной оптики, для последующего их использования на самых крупных телескопах. Об этом и пойдет речь в этой заметке.
Первая статья рассказывает о важной технологии УФ-лазера или PULSE (Palomar Ultraviolet Laser for the Study of Exoplanets), призванного поднять яркость природных ведущих звезд, используемых для работы адаптивной оптики. Ведущие звезды нужны для анализа локальных возмущений атмосферы, чтобы пропорционально этим возмущениям изменять форму тонкого зеркала телескопа. Поле любого большого телескопа небольшое по размеру, и в нем обычно мало ярких звезд. Поэтому выходом из этого положения и стало создание искусственных звезд с помощью лазеров. Примерно так:
Оба телескопа Кек наблюдают центр нашей галактики со сверхмассивной черной дырой. Источник.
Адаптивная оптика позволяет значительно улучшить качество астрономических снимков.
Изображение планеты Уран без и с адаптивной оптикой в инфракрасном диапазоне. Источник.
Новый лазер PULSE имеет большое преимущество перед уже существующими системами за счет того, что он может имитировать гидирующие звезды вплоть до 16 звездной величины:
Такое улучшение позволит искать с помощью адаптивной оптики экзопланеты не только у белых и желтых карликов, но и у большого количества более тусклых красных карликов:
Кроме экзопланет планируется активное использование системы и для Солнечной Системы. К примеру, для наблюдения спутников Юпитера:
Ожидается, что новая лазерная система начнет работу с 2016 года. Она будет использовать адаптивную оптику, состоящую сразу из 3388 активного корректора. Это количество является рекордным для современных телескопов.
Адаптивная оптика стоит очень дорого, поэтому ее обычно устанавливают на очень большие наземные телескопы, с размером зеркала в 8-10 метров, в редких случаях на 3-4 метровый телескоп (телескопы NNT и AFOS). Однако, в Паломарской обсерватории, недавно появился уникальный автоматический телескоп Robo-AO с адаптивной оптикой зеркала всего в 1.5 метра. О нем и идет речь во второй статье.
За счет небольшого размера, этот телескоп способен быстро перенацеливаться с одной цели наблюдения на другую. Это преимущество хорошо показывает следующая сравнительная таблица:
Источник.
Первый свет установка увидела 2 года назад в июне 2012 года, и уже провела 12 тысяч научных наблюдений. Среди них получение снимков окрестностей более 1700 KOI-кандидатов телескопа Кеплер и около 3 тысяч звезд ближе 35 парсек. Это больше, чем наблюдал любой другой телескоп с адаптивной оптикой, что и можно увидеть в таблице ниже (результаты Robo-AO отмечены жирным шрифтом).
Источник.
Хозяева установки любят приводить в своих презентациях огромные галереи ее снимков. К примеру, одна из них:
Источник.
Паломарский Robo-AO является только прототипом. В дальнейшем планируется наладить серийное производство этой системы. Первым установку получит 2-метровый телескоп в индийской обсерватории Girawali. Ожидается, что первый свет на ней случится уже в будущем году.
Источник.
Вторую установку получит 1-метровый университетский телескоп в Калифорнии в рамках проекта KAPAO (KAPAO: A Pomona Adaptive Optics). В дальнейшем, планируется оборудовать этой системой еще еще два гавайских телескопа: 2.2-метровый UH и 3-метровый IRTF. Создание целой сети телескопов Robo-AO, к примеру важно для организации подтверждения транзитных планетных кандидтаов будущего космического телескопа TESS. Ожидается, что телескоп TESS получит в 10 раз больше таких кандидатов, чем телескоп Кеплер - или более 40 тысяч.
Шуточная схема будущей сети телескопов Robo-AO.
P.S. По предложению читателя Владимира Румянцева можно добавить, что и в России в Алтайском оптико-лазерном центре введется строительство 3.12-метрового телескопа, использующего в том числе и адаптивную оптику отечественной фирмы НПЦ ФЕМТО, известной своими предыдущими изделиями в этой области (например, сейчас там же эксплуатируется 60-сантиметровый телескоп с их адаптивной оптической системой). Ожидается, что 3.12-метровый телескоп будет собран в 2015 году.