การอัพเกรดกล้องโทรทรรศน์ให้ทัศนวิสัยที่ชัดเจนอย่างน่าทึ่งของ

'Twinkle, twinkle, little star' เป็นเพลงกล่อมเด็กแบบบิดเกลียวสำหรับนักดาราศาสตร์ เพราะเอฟเฟกต์ที่สะกดให้นักดูดาวดูธรรมดาๆ เบลอภาพที่ถ่ายโดยกล้องดูดาวที่ทรงพลังที่สุด

บางครั้งเรียกว่า 'การเห็นทางดาราศาสตร์' การกะพริบตาหรือทำให้เบลอนั้นเกิดจากความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งทำให้มุมมองของกล้องโทรทรรศน์กลายเป็นโคลน การดูทางดาราศาสตร์เป็นสาเหตุที่นักดาราศาสตร์แห่กันไปที่ภูเขาซึ่งไปถึงชั้นบรรยากาศ และเหตุใดกล้องโทรทรรศน์อวกาศจึงมีค่ามาก [ กล้อง 'Hawk' แบบใช้เลเซอร์จับภาพมุมมองใหม่อันน่าทึ่งของกระจุกดาว ]

ต้องขอบคุณโมดูล adaptive-optics ใหม่ ทำให้ Very Large Telescope ในชิลีมองเห็นดาวเนปจูนได้คมชัดขึ้นมาก(เครดิตรูปภาพ: ESO/P. Weilbacher (AIP))

ภาพใหม่ที่ออกโดย หอดูดาวยุโรปใต้ แสดงให้เห็นว่าผลกระทบนั้นรุนแรงเพียงใด และเทคโนโลยีที่เรียกว่า adaptive optics สามารถลดปัญหาได้อย่างไร เพื่อเปรียบเทียบระดับคุณภาพของภาพต่างๆ ที่นำเสนอ ภาพถ่ายทั้งหมดเน้นที่ดาวเนปจูน

ภาพเหล่านี้ได้รับความอนุเคราะห์จาก Very Large Telescope ของหอดูดาวในชิลี ซึ่งมีโมดูลออปติคัลแบบปรับได้ใหม่บนกล้องโทรทรรศน์ตัวใดตัวหนึ่ง ออปติกแบบปรับได้ให้ภาพที่คมชัดยิ่งขึ้นโดยชดเชยการรบกวนจากบรรยากาศ ในการดำเนินการดังกล่าว ระบบจะติดตามดาวดวงใดดวงหนึ่งเพื่อดูว่าแสงของดาวกระจายไปตามชั้นบรรยากาศอย่างไร จากนั้นจะปรับระบบการรับชมเพื่อย้อนกลับเอฟเฟ็กต์การเบลอนั้น ทำให้ภาพมีความคลุมเครือน้อยกว่ามาก

มุมมองของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากเกี่ยวกับดาวเนปจูน ทั้งที่มีและไม่มีโมดูล adaptive-optics ใหม่ แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงระบบใหม่มีความสำคัญเพียงใด(เครดิตรูปภาพ: ESO/P. Weilbacher (AIP))

แต่นักดาราศาสตร์ไม่ต้องการถูกจำกัดอยู่เพียงการสังเกตวัตถุที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ที่สามารถใช้สำหรับกระบวนการชดเชยนี้ได้ ดังนั้น แทนที่จะพึ่งพาดาวธรรมชาติ ระบบปรับแสงบางส่วนใช้เลเซอร์เพื่อสร้าง 'ดาว' ของพวกมันเอง

ระบบใหม่ของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากที่เรียกว่า Galacsi ใช้เลนส์แบบปรับได้ในลักษณะนี้ โดยอาศัยเลเซอร์สี่ตัวเป็น 'ดาวนำทาง' เลเซอร์ส่องแสงสีส้มสดใส โดยแต่ละลำแสงยาวประมาณ 30 ซม.

ระบบจะเฝ้าดูการเปลี่ยนแปลงของเลเซอร์เหล่านี้เนื่องจากความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ และส่งสัญญาณให้กระจกที่งอได้ของกล้องโทรทรรศน์ปรับเทียบใหม่ในลักษณะที่ถูกต้องแม่นยำเพื่อลบล้างความปั่นป่วน กระบวนการนั้นทำซ้ำประมาณ 1,000 ครั้งต่อวินาที ตามสิ่งอำนวยความสะดวก .

ระบบกำจัดผลกระทบมากกว่าครึ่งไมล์ ( 900 เมตร ) ของชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือกล้องโทรทรรศน์ - ราวกับว่ากำลังเพิ่มกล้องโทรทรรศน์ให้อยู่เหนือชั้นบรรยากาศที่มีการเคลื่อนไหวมากที่สุด

มุมมองใหม่ของเนปจูนที่ขับเคลื่อนด้วยออปติกแบบปรับได้ของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากนั้นเทียบได้กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (สองภาพไม่ตรงกันเพราะไม่ได้ถ่ายพร้อมกัน)(เครดิตรูปภาพ: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley))

ระบบชดเชยบรรยากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งภาพทดสอบที่ถ่ายด้วยระบบนั้นคมชัดพอๆ กับภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งไม่ต้องจัดการกับปรากฏการณ์นี้เลย แทนที่จะแสดงดาวเนปจูนเป็นเพียงภาพเบลอสีน้ำเงินอมม่วง เช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์ที่ทำก่อนการอัพเกรด ภาพใหม่จะแสดงแถบสีของก๊าซที่ประกอบขึ้นเป็น บรรยากาศของดาวเนปจูน .

หอสังเกตการณ์ทางตอนใต้ของยุโรปได้ผลักดันเลนส์แบบปรับตัวได้เมื่อเร็ว ๆ นี้และได้เผยแพร่ภาพทดสอบจากระบบที่สองที่ไซต์ อาทิตย์ที่แล้ว .

โมดูลออปติคัลแบบปรับได้ไม่ได้มีไว้สำหรับช่วยศึกษาดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างภาพที่คมชัดกว่าของดาวที่อยู่นอกกาแลคซีของเรา เช่น กระจุกดาวทรงกลม NGC 6388(เครดิตรูปภาพ: S. Kammann (LJMU) / ESO)

ระบบใหม่ยังเป็นแนวปฏิบัติสำหรับโครงการใหญ่ต่อไปขององค์กรคือ the กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก ซึ่งจะใช้ระบบ adaptive-optics ที่คล้ายคลึงกันกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่กว่ามาก กล้องโทรทรรศน์นั้นกำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเริ่มทำงานในปี 2567

ส่งอีเมลถึง Meghan Bartels ที่ mbartels@guesswhozoo.com หรือตามเธอ @meghanbartels รูปและวิดีโอ Instagram . ตามเรามา @Spacedotcom , Facebook และ Google+ . บทความต้นฉบับเกี่ยวกับ guesswhozoo.com .