eso1724nb — Pressemelding

Nyskapende adaptiv optikk-system ser sitt første lys

Spektakulær forbedring i skarpheten til MUSE-bilder

2. august 2017

Unit Telescope 4 (Yepun) ved ESOs Very Large Telescope (VLT) er nå blitt transformert til et fullstendig adaptivt teleskop. Etter mer enn et tiår med planlegging, konstruksjon og testing, har det nye Adaptive Optics Facility (AOF) sett sitt første lys med instrumentet MUSE. Resultatet er utrolig skarpe bilder av planetariske tåker og galakser. AOF og MUSE er i kombinasjon et av de mest avanserte og kraftige teknologiske systemene som er bygget for bakkebasert astronomi.

Adaptive Optics Facility (AOF) er et langsiktig prosjekt ved ESOs Very Large Telescope (VLT) som er et adaptivt optisk system for instrumenter på Unit Telescope 4 (UT4). Det  første instrumentet som tester det ut er MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) [1]. Adaptiv optikk jobber med å kompensere for uskarpheter i observasjonene skapt av Jordens atmosfære, slik at MUSE nå kan ta mye skarpere bilder og oppnå to ganger høyere kontrast enn tidligere. MUSE kan nå studere enda svakere gjenstander i universet.

«Selv når værforholdene ikke er perfekte, kan astronomer fremdeles få en fantastisk bildekvalitet takket være AOF», forklarer Harald Kuntschner som er prosjektforsker ved AOF hos ESO.

Etter å ha vært gjennom en rekke tester av det nye systemet, har teamet av astronomer og ingeniører blitt belønnet med en rekke spektakulære bilder. Astronomene var i stand til å observere den planetariske tåken IC 4406, lokalisert i stjernebildet Lupus (Ulven), og NGC 6369, lokalisert i stjernebildet Ophiuchus (Slangebæreren). MUSE-observasjonene har ved hjelp av AOF vist dramatiske forbedringer i bildenes skarphet, og avslører ringstrukturer i IC 4406 som ikke har vært sett tidligere.

AOF, som gjorde disse observasjonene mulig, består av mange deler som arbeider sammen. Det inkluderer Four Laser Guide Star Facility (4LGSF) og det meget tynne deformerbare sekundærspeilet på UT4 [2] [3]. 4LGSF sender fire 22-watts laserstråler opp mot himmelen for å få natriumatomer i den øvre atmosfæren til å lyse, slik at de produserer lyspunkter på himmelen som etterligner stjerner. Sensorer i adaptivoptikkmodulen GALACSI (Ground Atmospheric Layer Adaptive Corrector for Spectroscopic Imaging) bruker disse kunstige ledestjernene til å bestemme atmosfæriske forhold.

AOF-systemet beregner korrigeringer som må påføres for å endre formen på teleskopets deformerbare sekundærspeil tusen ganger per sekund for å kompensere for atmosfæriske forstyrrelser. Spesielt korrigerer GALACSI for turbulensen i lag av atmosfæren opptil en kilometer over teleskopet. Avhengig av forholdene kan atmosfærisk turbulens variere med høyde, men studier har vist at atmosfæriske forstyrrelser hovedsakelig forekommer i dette «nedre laget» av atmosfæren [4].

«Bruken av AOF-systemet tilsvarer essensielt å plassere VLT 500 meter høyere opp i luften, ovenfor det mest turbulente laget av atmosfære», forklarer Robin Arsenault som er prosjektleder for AOF. «Før var det slik at dersom vi ville ha skarpere bilder, måtte vi finne et bedre sted eller bruke et romteleskop. Nå som vi har AOF kan vi skape mye bedre forhold akkurat der vi er, for en brøkdel av prisen!»

Korrigeringene som påføres av AOF forbedrer raskt og kontinuerlig bildekvaliteten ved å konsentrere lyset for å danne skarpere bilder. Det gjør at MUSE kan oppløse finere detaljer og oppdage svakere stjerner enn det som tidligere var mulig. GALACSI gir for øyeblikket en korreksjon over et vidt synsfelt, men dette er bare det første trinnet for å bringe adaptiv optikk til MUSE-instrumentet. Et annen modus for GALACSI er under forberedelse og forventes å se sitt første lys tidlig i 2018. Dette smalfeltmoduset vil korrigere for turbulens i en hvilken som helst høyde, slik at observasjoner av mindre synsfelt kan gjøres med enda høyere oppløsning.

«Da vi foreslo å bygge det revolusjonerende MUSE-instrumentet for seksten år siden var vår visjon å kombinere den med et annet svært avansert system – AOF», sier Roland Bacon som er prosjektleder for MUSE. «Potensialet til MUSE var allerede stort, og nå er det forbedret ytterligere. Vår drøm er i ferd med å bli oppfylt.»

Et av de viktigste vitenskapelige målene for systemet er å observere lyssvake objekter i det fjerne universet med best mulig bildekvalitet. Dette krever eksponeringer på mange timer. Joël Vernet, som er instrumentforsker for MUSE ved ESO, forteller: «Spesielt er vi interessert i å observere de minste, mest lyssvake galaksene som befinner seg på de største avstandene. Dette er galakser som er i ferd med å dannes – de er fortsatt i sin barndom – og de er nøkkelen til å forstå hvordan galakser dannes.»

Videre er ikke MUSE det eneste instrumentet som vil ha nytte av AOF. I nær fremtid vil et annet adaptivt optisk system, kalt GRAAL, komme på nett med det eksisterende infrarøde instrumentet HAWK-I, som vil gjøre dette instrumentet sitt syn på universet skarpere. Det vil senere bli fulgt av det kraftige nye instrumentet ERIS.

«ESO driver utviklingen av disse adaptive optiske systemene, og AOF baner også veien for ESOs Extremely Large Telescope», legger Arsenault til. «Arbeidet med AOF har utrustet oss – forskere, ingeniører og næringsliv – med uvurderlig erfaring og kompetanse som vi nå skal bruke for å overvinne utfordringene ved å bygge ELT.»

Fotnoter

[1] MUSE er en integrert feltspektrograf, et kraftig instrument som produserer datasett i 3D av et objekt, hvor hver piksel i bildet tilsvarer et spektrum av lyset fra objektet. Dette betyr at instrumentet tar tusenvis av bilder av objektet på samme tid, hver med en annen bølgelengde av lys. Dette gir et vell av informasjon.

[2] Dette er det største adaptive optiske speilet som er blitt produsert, med en størrelse på litt over en meter i diameter, som krevde banebrytende teknologi. Det ble montert på UT4 i 2016 (ann16078) for å erstatte teleskopets originale konvensjonelle sekundærspeil.

[3] Det er blitt utviklet andre verktøy for å optimalisere driften av AOF som nå er i drift. Disse inkluderer en utvidelse av programvaren Astronomical Site Monitor som overvåker atmosfæren for å bestemme høyden der turbulensen oppstår, og Laser Traffic Control System (LTCS) som forhindrer andre teleskoper i å se laserstrålene eller de kunstige ledestjernene, som potensielt kan påvirke deres observasjoner.

Mer informasjon

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter)
Institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

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

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

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

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1724 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1724nb
Navn:Adaptive Optics Facility, MUSE
Type:Unspecified : Technology : Observatory : Facility
Facility:Adaptive Optics Facility
Instruments:MUSE

Bilder

Den planetariske tåken IC 4406 sett med MUSE og AOF
Den planetariske tåken IC 4406 sett med MUSE og AOF
NGC 6369 før og etter AOF
NGC 6369 før og etter AOF
The planetary nebula NGC 6563 observed with the AOF
The planetary nebula NGC 6563 observed with the AOF
kun på engelsk
AOF og MUSE i arbeid
AOF og MUSE i arbeid
AOF og MUSE i arbeid
AOF og MUSE i arbeid
UT4 og AOF i arbeid
UT4 og AOF i arbeid
De kraftige laserne til AOF
De kraftige laserne til AOF
ESO 338-4
ESO 338-4

Videoer

ESOcast 119: Første lys for AOF
ESOcast 119: Første lys for AOF
NGC 6369 med AOF krysstoning av/på
NGC 6369 med AOF krysstoning av/på

Bildesammenligninger

NGC 6369 med og uten AOF
NGC 6369 med og uten AOF
NGC 6563 med og uten AOF
NGC 6563 med og uten AOF

Se også