이미지 크레디트 :: eck
10 미터 Keck II 전망대는 최근 새로운 적응 형 광학 시스템으로 관측을 시작했을 때 중요한 발전을 이뤘습니다. 이 시스템은 레이저를 사용하여 하늘에서 약 90km 떨어진 곳에 가짜 별을 만듭니다. 컴퓨터는 이것을 사용하여 대기 방해 효과를 제거하는 방법을 계산할 수 있습니다. 작은 망원경에는 적응 형 광학 장치가 사용되었지만, 이번에는 처음으로 강력한 Keck II만큼 큰 망원경에 사용되었습니다. 전망대를 적응시키는 데 9 년이 걸렸습니다.
천문학의 주요 이정표는 최근 W.M.에서 열렸습니다. Keck Observatory는 과학자들이 처음으로 레이저를 사용하여 Keck II 10 미터 망원경에 인공 가이드 스타를 만들어 적응 형 광학 (AO)으로 별의 흐릿함을 보정했습니다. 레이저 가이드 스타는 작은 망원경에 사용되었지만 현재 세계에서 가장 큰 망원경에 성공적으로 사용되었습니다. NIRC2 적외선 카메라로 캡처 한 결과 이미지 (그림 1)는 대형 망원경에서 레이저 가이드 스타 적응 광학 (LGS AO) 시스템의 첫 번째 시연이었습니다. 완료되면 LGS AO 시스템은 천문학자가 적응 형 광학의 선명도로 하늘의 거의 모든 물체를 볼 수있는 새로운 천문학 시대를 표시 할 것입니다.
W.M. 이사 인 Frederic Chaffee 박사는“이것은 Keck에서 가장 만족스러운 순간 중 하나입니다. eck 천문대는 저녁 관측이 이루어졌습니다. “긍정적 인 첫 번째 조명 결과와 마찬가지로 시스템을 작동시키기 위해해야 할 일이 많습니다. 그러나 긍정적 인 첫 번째 빛의 결과와 마찬가지로, 그것이 실현 될 수 있음을 보여 주며, 우리의 목표가 불가능한 꿈이 아니라 실현 가능한 현실이라는 큰 낙관을줍니다.”
적응 형 광학은 지구 대기로 인한 별빛의 흐릿함을 제거하는 능력을 통해 지상 천문학에 혁명을 일으킨 기술입니다. 과학적 연구 대상과 동일한 시야에서 비교적 밝은“가이드 스타”의 요구는 일반적으로 AO의 사용을 하늘에있는 대상의 약 1 %로 제한했습니다.
이 제한을 극복하기 위해 1994 년 W.M. eck 천문대는 로렌스 리버모어 국립 연구소 (LLNL)와 협력하여 인공 가이드 스타 시스템을 개발하기 시작했습니다. 가상의 별을 만들기 위해 레이저를 사용함으로써? 천문학자는 적응 형 광학 장치를 사용하여 훨씬 더 희미한 (최대 19 번째) 물체 근처에있는 물체를 연구하고 밝고 자연스럽게 발생하는 가이드 스타에 대한 의존성을 줄일 수 있습니다. 그렇게하면 Keck 적응 광학 시스템의 하늘 범위가 하늘에있는 모든 물체의 약 1 %에서 80 % 이상으로 증가합니다.
W.M.의 광학 엔지니어 Adam Contos는“대형 망원경으로 레이저 가이드 스타를 사용하는이 새로운 기능으로 인해 천문학 자들은 훨씬 더 포괄적 인 방식으로 밤하늘을 탐험하기 시작했습니다. Ob 천문대. “미래에는 대부분의 주요 관측소들이 AO 기능에 대한이 놀라운 향상을 이용하기 위해 유사한 시스템을 설치할 것으로 기대합니다.”
Keck과 LLNL 팀은 7 년 이상의 개발 끝에 2001 년 1 월 Keck 레이저 가이드 스타 시스템의 완성을 축하했습니다. 인공 별은 15 와트 염료 레이저의 빛으로 인해 자연적으로 발생하는 나트륨 원자 층이 지표면에서 90km (56 마일) 이상 빛날 때 발생합니다. 레이저 시스템을 Keck II 적응 형 광학 시스템에 통합하려면 2 년의 정교한 연구와 디자인이 필요합니다.
9 월 20 일 이른 아침에 모든 서브 시스템이 Keck LGS AO 시스템의 고유 한 기능과 매우 희미한 물체를 해결할 수있는 잠재력을 드러내 기 위해 함께 모였습니다. 이 시스템은 HK Tau라는 잘 알려진 T Tauri 바이너리의 일원 인 15 번째 스타에 갇히고 동반자 별의 원주 디스크에 대한 세부 정보를 공개했습니다. 초대형 망원경의 적응 형 광학 시스템이 희미한 물체를 해결하기 위해 인공 가이드 스타를 사용한 것은 이번이 처음입니다.
LGS AO 팀이 당면한 주요 과제는 필요한 각 하위 시스템에 대해 우수한 성능 측정을 통합하고 달성하는 노력이 얼마나 성공적 이었는가였습니다. 레이저 출력 및 스폿 품질, 레이저 교통 제어 시스템 작동, 희미한 가이드 스타를 고정 할 수있는 새로운 센서의 기능, 수차에 대한 정확한 이해를 통해 이미지 품질 최적화에 대한 우려 레이저 가이드 스타를 사용하여 측정되지 않았으며, 모두 저녁 관찰에 반영되었습니다.
W.M.의 적응 형 광학 팀 팀장 인 Peter Wizinowich 박사는“첫 번째 조명은 훌륭한 팀의 노력이었습니다. “첫 번째 시도에서 여러 하위 시스템 각각이 제대로 작동하는 것이 매우 만족 스러웠습니다. 버질 (Virgil)을 인용하자면, "Audentes Fortuna Juvat"는 대담한 것입니다. "
LGS AO 퍼스트 라이트 이미지의 품질은 매우 높았습니다. Keck LGS AO 시스템은 14 등급 스타에 고정되어 있지만 수정되지 않은 이미지의 경우 4 %에 비해 36 % (2.1 미크론 파장, 30 초 노출 시간, 그림 3)의 "Strehl 비율"을 기록했습니다. Strehl 비율은 광학 시스템이 망원경의 "회절 제한"완전성 또는 이론적 성능 한계에 접근하는 정도를 측정합니다.
이 14 번째 크기의 별에 대한 또 다른 성능 지표 인 "최대 절반에서의 전체 너비"(FWHM)는 보정되지 않은 이미지의 183 밀리 초와 비교하여 50 밀리 초입니다. FWHM 측정은 천문학자가 물체의 실제 가장자리를 결정하는 데 도움이되며, 감지가 정확하지 않거나 결정하기 어려울 수 있습니다. 50 밀리 초의 측정은 로스 앤젤레스에 서있는 동안 뉴욕에서 한 쌍의 자동차 헤드 라이트를 구별 할 수있는 것과 같습니다.
저녁 내내 레이저 가이드 스타는 꾸준하고 밝게 유지되어 육안으로 볼 수있는 것보다 약 25 배 더 약한 9.5 크기로 빛나지 만 Keck 적응 형 광학 시스템이 대기 왜곡을 측정하고 수정하는 데 이상적입니다.
Keck LGS AO 시스템이 완전히 작동하는 것으로 간주되기 전에 추가 작업이 진행 중입니다. Keck LGS AO 시스템은 2005 년에 Keck 사용자 커뮤니티에 완전히 배포되어 내년에 제한된 공유 위험 과학에 사용할 수 있습니다.
W.M의 적응 광학 기기 과학자 인 David Le Mignant 박사는“이 첫 번째 테스트만으로도 천문학 자들은 레이저 가이드 스타 시스템을 사용하여 먼 은하계를 연구하여 전례없는 해상도와 힘으로 연구하고있다”고 말했다. eck 천문대, 캘리포니아 천문학 연구 협회. "내년까지, 적응 형 광학 장치는 초기 은하의 풍부한 형성 역사를 연구하는 데 사용될 것입니다."
전 세계 천문학에 대한이 돌파구의 중요성은 쌍둥이 관측소 책임자 인 Matt Mountain 박사에 의해 요약되었습니다.이 관측소는 Mauna Kea와 칠레의 Cerro Pachon에 각각 8 미터 길이의 트윈 미터 망원경을 운영합니다. 현재의 8 ~ 10 미터 급 망원경뿐만 아니라 30 미터 망원경의 꿈에도 모든 지상 기반 천문학을 위해”
Keck LGS AO 시스템을 담당하는 팀원은 Antonin Bouchez, Jason Chin, Adam Contos, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Chris Neyman, Paul Stomski, Doug Summers, Marcos van Dam 및 Peter Wizinowich입니다. WM에서 이 팀은 LLNL의 협력자 인 Dee Pennington, Curtis Brown 및 Pam Danforth에게 특별한 감사를 전했습니다.
레이저 가이드 스타 적응 형 광학 시스템은 W.M. Foundation 재단.
W.M. eck 천문대는 캘리포니아 공과 대학 (California Institute of Technology)의 과학 파트너십 인 캘리포니아 천문학 협회 (CA)에서 운영합니다.
원본 출처 : Keck News Release
