Adaptiv optik

Även om aktiv optik kan säkerställa att ett teleskops huvudspegel alltid har rätt form så gör turbulensen i jordens atmosfär att bilder blir förvrängda även på de platser i världen som lämpar sig bäst för astronomi, däribland Paranal i Chile, där ESO:s Very Large Telescope (VLT) ligger. Turbulensen gör att stjärnor blinkar på ett sätt som förtjusar poeter men gör astronomer frustrerade, eftersom det gör kosmos finaste detaljer suddiga. Genom att observera direkt från rymden kan man undvika den här effekten från atmosfären, men de höga kostnaderna för att driva rymdteleskop i jämförelse med markbaserade anläggningar begränsar storleken och omfattningen på de teleskop vi kan placera bortom jorden.

Astronomer har börjat använda en metod som kallas adaptiv optik. Sofistikerade och omformbara speglar som styrs av datorer kan i realtid korrigera för den förvrängning av bilderna som skapas av turbulensen i jordens atmosfär, vilket gör bilderna nästan lika skarpa som de som tas från rymden. Adaptiv optik gör att det korrigerade optiska systemet kan observera finare detaljer i mycket ljussvagare himlakroppar än vad som annars är möjligt från jorden.

Adaptiv optik förutsätter en relativt ljusstark referensstjärna som ligger mycket nära objektet man vill studera. Referensstjärnana används för att mäta förvrängningne som orsakas av atmosfären just där, så att den omformbara spegeln kan justera för detta. Eftersom lämpliga stjärnor inte finns över hela natthimlen kan astronomer istället skapa artificiella stjärnor genom att lysa med en kraftfull laserstråle in i jordens övre atmosfär. Tack vare sådana laserguidestjärnor kan nästan hela himlen nu observeras med adaptiv optik.

Sedan 1989 har Europeiska sydobservatoriet varit världsledande inom utvecklingen av adaptiv optik och laserguidestjärnor. VLT:s laserguidestjärneanläggning var den första i sitt slag på det sydliga halvklotet. Genom åren har ESO samarbetat med flera europeiska institut och industrier för att förbli världsledande inom fältet. Paranalobservatoriet har idag de mest avancerade och största antalet system för adaptiv optik i världen.

ESO:s anläggningar för adaptiv optik har uppnått vetenskapliga resultat i världsklass, däribland de första direkta observationerna av en exoplanet nära en ljusstark stjärna och undersökningar av egenskaperna hos det svarta hålet i Vintergatans centrum.

Nästa generations adaptiva optik är på gång för både VLT och det Europeiska Extremt stora teleskopet (E-ELT), med stöd från Europeiska kommisionens forskningsfinansieringskontrakt. Bland projekten som nominerats för VLT finns bland annat användning av flera laserguidestjärnor samtidigt och instrument med avancerad adaptiv optik som planetjägaren SPHERE. Avancerade system som skräddarsys för att möta E-ELT:s utmaningar är också under utveckling – E-ELT kommer att ha en revolutionernande primärspegel i 40-metersklassen. De stora framstegen under de senaste åren har också banat väg för att uppnå ett större korrigerat synfält, vilket kommer att påverka utvecklingen av framtida system för adaptiv optik för VLT och E-ELT.