이미지 크레디트 : UC Berkeley
버클리 캘리포니아 대학의 천문학 자들은 UC의 Lick Observatory에서 최근에 장착 된 레이저 가이드 스타 시스템을 활용하여 먼 거대한 별의 희미한 먼지가없는 디스크의 선명하고 반짝 거리지 않는 이미지를 얻었습니다. 이미지는 태양과 별이 같은 디스크로 붕괴되는 소용돌이 치는 구형 구름 안에서 태양 형 별과 같은 방식으로 태양보다 2 ~ 3 배 큰 별을 나타냅니다.
Lick Observatory를 통해 하늘을 관통하는 노란색 레이저 빔은 작년 10 피트 Shane 망원경에서 작동하여 적응 형 광학 장치 인 망원경의 "고무 거울"시스템의 사용을 밤새 하늘 전체로 확대했습니다. 레이저를 추가하면 Lick이 일상적인 사용을위한 레이저 가이드 스타를 제공하는 유일한 관측소가됩니다.
UC 산타 크루즈의 적응 형 광학 및 로렌스 리버모어 국립 연구소 (LLNL) 센터의 UC 버클리 팀과 동료들은 과학 저널 2 월 27 일호에 그 결과를보고했다.
“우리 태양과 같은 별에 대한 패러다임은 구름을 프로토 스타와 팬케이크 모양의 가속 디스크로 중력 적으로 붕괴 시키는데, 이것이 작동 할 수없는 질량이 있습니다. 별의 광도가 디스크를 방해하기에 충분 해졌습니다. UC 버클리의 천문학 교수 인 제임스 R. 그레이엄 (James R. Graham)은 말했다. "우리의 데이터에 따르면 표준 모델 패러다임은 여전히 태양보다 2 ~ 3 배 큰 별에서 작동합니다."
UC Berkeley 대학원생 마샬 D. 퍼린 (Marshall D. Perrin)은“적응 형 광학 장치가 없으면 지상에서 큰 퍼지 얼룩 만 볼 수 있으며 소스 주변의 미세한 구조를 감지 할 수 없을 것입니다. "우리의 관측은 저급 및 중간 질량 별이 유사한 방식으로 형성된다는 새로운 시각에 대한 강력한지지를 제공합니다."
1996 년 Lick 's Shane 망원경에 대기 난기류의 흐릿한 효과를 제거하는 적응 형 광학 시스템이 추가되었습니다. 그러나 하와이의 10m 트윈 트윈 망원경을 포함하여 오늘날 적응 형 광학 장치를 갖춘 다른 망원경과 마찬가지로 Lick 망원경은 시야에서 밝은 별에 의존하여 흐림을 제거하는 데 필요한 참조를 제공합니다. 하늘에있는 물체의 약 1-10 %만이 그러한“자연적인”가이드 스타 시스템이 작동하기에 충분히 밝은 별 근처에 있습니다.
에이스 레이저 과학자 인 Deanna M. Pennington과 LLNL의 Herbert Friedman이 개발 한 나트륨 염료 레이저는 최종적으로 적응 형 광학 시스템을 완성하여 천문학 자들이 밝은 별이 가까이 있는지 여부에 관계없이 하늘의 모든 부분을 볼 수 있도록합니다.
Lick 망원경의 구멍에 묶인 레이저는 난류 영역을 통해 약 60 마일의 좁은 빔을 상부 대기로 비 춥니 다. 레이저 광선은 나트륨 원자가 동일한 색의 빛을 흡수하고 다시 방출하도록 자극합니다. 나트륨은 지구 대기권으로 들어가면서 불꽃이 튀어 나와서 나오는 미세한 운석에서옵니다.
대기에서 생성 된 노랑색 빛나는 반점은 인간의 눈보다 약 40 배 희미한 9 등급 별과 같습니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 밝은 먼 별처럼 효과적인 광원을 제공합니다.
“우리는 망원경을 통해 초당 수백 번 대기의 난류를 측정하기 위해 그 빛을 사용하고, 그 정보를 사용하여 레이저와 대상의 빛이 UC 산타 크루즈의 천문학 및 천체 물리학 교수 인 클레어 맥스 (Charles Max)는 적응 형 광학 센터 부국장과 LLNL의 연구원으로 더 많은 연구를 진행했다. 10 년 이상 레이저 가이드 스타 시스템 개발
이 시스템의 첫 번째 테스트 중 하나에서 Graham과 Perrin은 Herbig Ae / Be 별이라고 불리는 희귀하고 젊고 거대한 별에 망원경을 돌 렸는데,이 별은 땅에서 흐릿하고 일반적으로 너무 희미하여 자연적인 가이드 별 적응 광학에 의해 이미지화되지 않았습니다. Herbig Ae / Be 별은 태양보다 1.5 배에서 10 배 사이이며 아마도 천만 년이되지 않은 거대한 별의 시작으로 생각됩니다. 베가 Herbig Ae / Be 스타는 몇 년 전 UC Santa Cruz 천문학 자 George Herbig (현재 하와이 대학)에 의해 분류되었습니다.
Herbig Ae / Be의 가장 큰 별은 은하에 무거운 원자를 뿌려 초고속 폭발을 일으켜 단단한 행성과 생명을 가능하게하기 때문에 큰 관심을 끌고 있습니다. 또한 근처 구름에서 별 형성을 유발합니다.
천문학 자들은 T Tauri 별의 알려진 그림과 매우 유사했습니다.이 별은 태양보다 최대 50 % 더 크고 1 억년 전의 별의 형성 단계입니다. Herbig Ae / Be 두 별의 이미지는 별의 밝은 눈부심을 차단하는 디스크와 별과 디스크를 감싸고있는 먼지와 가스의 빛나는 구형 후광으로 인해 각 별을 이등분하는 어두운 선을 명확하게 보여줍니다. 각각의 별에서, 두 개의 기체와 먼지가 제트 디스크의 극에서 나오는 것처럼 보일 수 있습니다.
LkH (198과 LkH (233 (릭 수소-알파 수 소원))로 분류 된 두 별은 은하계의 먼 지역에서 각각 2,000과 3,400 광년 떨어져 있습니다.
페린은“원성 구름에서 나온 물질은 유아 별에 직접 떨어질 수 없기 때문에 먼저 가속 디스크에 들어가고 각 운동량을 잃은 후에 만 별에 떨어지게된다”고 페린은 설명했다. “자기장의 진화와 함께 각운동량 전달 과정은 양극성 유출을 일으킨다. 이러한 유출은 결국 봉투를 비우고, 신생 별이 accretion 디스크로 둘러싸여 있습니다. 몇 백만 년 동안 디스크에 남은 재료는 모두 축적되어 어린 별만 남게됩니다.”
페린은 허블 우주 망원경이 태양과 같은 별의 형성에 대한 이론을 확인하면서“T Tauri 별 주변의 디스크와 유출의 매우 명확하고 명확한 이미지”를 제공했다고 덧붙였다. 그러나 Herbig Ae / Be 스타의 상대적 희귀 성으로 인해 지금까지 이러한 스타에 대한 명확한 데이터는 부족했습니다.
천문학 자들은 매우 큰 별이 소용돌이 치는 원반과는 달리 두 개 이상의 별이 충돌하거나 난류 구름에서 형성된다고 제안했다. 흥미롭게도, Graham과 Perrin이 같은 날 밤에 촬영 한 세 번째 별은 두 별의 가스와 먼지가있는 별 모양의 별으로 밝혀졌습니다.
Graham은 표준 별 형성 모델이 더 큰별로 확장되는지 확인하기 위해 더 큰 Herbig Ae / Be 별을 촬영하려고합니다. Herbig Ae / Be 스타의 상세 이미지는 Perrin이 구축하고 이미 망원경에 장착 된 IRCAL (Berkeley Near Infrared Camera)에 추가 된 근적외선 이미징 편광계와 마찬가지로 새로운 레이저 가이드 스타 시스템에도 적용됩니다.
페린은“편광계 없이는 별의 빛이 주변의 구조를 크게 가린다”고 말했다. “편광계는 주변의 먼지로부터 편광 된 산란광과 편광되지 않은 별빛을 분리하여 먼지의 감지 능력을 높입니다. Lick에서이 기술을 개발 했으므로 레이저 가이드 스타 시스템이 작동함에 따라 10 미터 eck 망원경까지 확장 할 수있게되었습니다.”
편광계는 현재까지 사용 된 방해석 결정에 비해 개선 된 리튬, 이트륨 및 불소 (LiYF4)로 만들어진 새로운 유형의 복굴절 결정을 사용하여 이미지의 빛을 두 개의 편광으로 분할합니다.
다른 많은 그룹들이 가이드 스타로 사용할 레이저를 개발하고 있지만 Max의 그룹은 1990 년대 초 리버모어에서 처음으로이 개념을 시연 한 이래 경쟁사보다 앞서 있습니다. 그 이후로 그녀와 동료들은 레이저 (Lick의 120 인치 망원경의 경우 주 망원경 내부의 3 인치 보조 거울 인 경우)를 수정하여 레이저를 완벽하게 구부 렸습니다. 별.
11 와트 ~ 12 와트 레이저는 대기 중 차가운 나트륨 원자를 자극하는 주파수로 튜닝 된 나트륨 염료 레이저입니다. 염료 레이저는 쉽게 구할 수있는 녹색 밀리 와트 레이저 포인터의 더 큰 형제 인 녹색 네오디뮴 YAG 레이저로 펌핑됩니다.
Graham은“이제 레이저 가이드 스타 시스템으로 과학을 수행 할 수있는 이유는 신뢰성과 유용성이 크게 향상 되었기 때문입니다. "레이저는 훨씬 더 큰 커뮤니티에 적응 형 광학 장치를 제공합니다."
Max는“Lick에서 가장 중요한 도구가 될 것이라고 생각합니다. “레이저 자체와 적응 형 광학 시스템 하드웨어는 매우 안정적이고 견고합니다. 이제 사람들은 천문학으로 천문학을하고 새로운 기술을 개발하여 새로운 유형의 물체를 시험해볼 것입니다. 일반적인 방법으로, 좋은 천문학자는 상상하지 못했던 악기로 와서 일을 할 것입니다.”
Max와 그녀의 동료들은 하와이의 Keck Telescopes에서 동일한 레이저 가이드 스타 시스템을 테스트했지만 아직 일상적으로 사용할 수는 없다고 그녀는 말했다.
Max는“Keck은 Lick과 동일한 기술을 사용하고 있습니다. “이 일반 기술은 대부분의 망원경에서 사용되지만 다른 종류의 레이저와 함께 사용되기를 기대합니다. 사람들은 새로운 유형의 레이저를 좌우로 발명하고 있기 때문에 게임이 정착 될 것이라고 생각합니다.”
Graham, Perrin, Max 및 Pennington을 제외하고 과학 논문의 다른 저자는 UC Santa Cruz를 중심으로 국립 과학 재단의 적응 광학 센터와 제휴합니다. UC Berkeley의 보조 연구 천문학 자 Paul Kalas, 제임스 P. 로이드 캘리포니아 기술 연구소, UC 산타 크루즈 적응 광학 연구소의 Donald T. Gavel, UC 관측소 / Lick Observatory의 Elinor L. Gates.
레이저 가이드 스타의 관찰과 개발은 National Science Foundation과 미국 에너지 부에 의해 자금이 지원되었습니다.
원본 출처 : UC 버클리 뉴스 릴리스
