Adaptiv optik

aktiv optik kan sikre, at et teleskops hovedspejl altid opretholder sin perfekte facon, men turbulensen i Jordens atmosfære vil deformere billedet selv på Verdens bedst egnede steder for astronomiske observationer. Det gælder også for hjemstedet for ESOs Very Large Telescope, Cerro Paranal i Chile. Turbulensen eller lufturoen får stjernerne til at funkle på en måde, som nok er til glæde for digtere, men som generer astronomerne meget. De fineste detaljer på stjernehimlen bliver tværet ud. Man kan undgå denne udtværing fra atmosfæren ved at observere fra rummet, men rumteleskoper koster rigtig meget at bygge og drive, så økonomien sætter en snæver grænse for, hvad størrelse og type af teleskoper, som kan sendes ud i rummet.

Astronomerne bruger så istedet en metode, som kaldes adaptiv optik. Deformerbare spejle, kontrolleret med computere kan i real-time korrigere for de billedforvrængninger, som skyldes turbulens i atmosfæren. Derved kan man tage billeder, som er næsten lige så skarpe, som var det taget fra rummet. Adaptiv optik tillader, at det optiske system i teleskoperne kan observere meget finere detaljer på meget svagere astronomiske objekter, end der ellers ville være mulighed for fra Jorden.

Adaptiv optik kræver, at der er en ret klar referencestjerne tæt ved det objekt, som man observerer. Denne referencestjerne bruges til at måle hvor stor udtværingen på grund af den lokale atmosfære er, og det deformerbare spejl kan så korrigere for det. Der er ikke egnede klare stjerner overalt på himlen, så derfor kan astronomerne istedet skabe kunstige stjerner i form af en lysplet fra en kraftig laser, som skydes ud imod Jordens ydre atmosfære. Det gør, at næsten hele himlen kan observeres med brug af adaptiv optik.

Siden 1989 har ESO været førende i udviklingen af adaptiv optik og laser guidestjerneteknikken. VLTs Laser Guide Star Facility var det første af sin slags på den sydlige halvkugle. I årenes løb har ESO samarbejdet med flere europæiske institutter og industrivirksomheder, for at kunne forblive førende på området. Paranalobservatoriet har de mest avancerede og det største antal adaptive optiksystemer i brug for tiden.

Laser Guide Star Facility (LGSF)
Laser Guide Star Facility (LGSF).
Kilde: ESO/H.H.Heyer
Shooting a Laser at the Galactic Centre

En laser skyder mod Mælkevejens centrum. Kilde: ESO/Y. Beletsky

The Centre of the Milky Way

Mælkevejens centrum. Kilde: ESO/S. Gillessen et al.

Med ESOs adaptive optikanlæg er der opnået fremragende videnskabelige resultater. Det drejer sig blandt andet om de første direkte observationer af en exoplanet nær ved en klar stjerne, og om vigtige bestemmelser vedrørende det sorte hul, som befinder sig i centrum af Mælkevejen.

Næste generation af adaptiv optik er på vej, til brug både på VLT og E-ELT, og støttet af forskningskontrakter fra Europakommissionen. VLT projekterne omfatter brug af flere laser guide stjerner samtidig, og også SPHERE planetjægerinstrumentet, som har et avanceret adaptiv optiksystem indbygget. Til E-ELT er der nye og videreudviklede systemer under bygning og afprøvning. De nyeste fremskridt baner også vejen for at kunne bruge adaptiv optik over større synsfelter på himlen, og det vil have betydning for udviklingen af nye instrumenter til både VLT og E-ELT.