이미지 크레디트 : ESO
European Southern Observatory의 엔지니어 팀은 최근 칠레 Paranal Observatory의 VLT (Very Large Telescope)에서 새로운 적응 형 광학 시설을 테스트했습니다. 이 기술은 망원경으로 촬영 한 이미지를 조정하여 지구 대기로 인한 왜곡을 제거합니다. 마치 우주에서 본 것처럼. 다음 단계는 유사한 시스템을 시설의 모든 망원경에 연결 한 다음 큰 배열로 연결하는 것입니다. 이것은 천문대가 오늘날보다 100 배 희미한 물체를 해결할 수 있도록해야합니다.
2003 년 4 월 18 일, ESO의 엔지니어 팀은 Paranal Observatory (칠레)의 VLT (Very Large Telescope)에있는 MACAO-VLTI 적응 광학 시설의“First Light”의 성공적인 성과를 축하했습니다. 이것은 NACO 시설 (ESO PR 25/01)에 이어이 전망대에서 가동 된 두 번째 AO (Adaptive Optics) 시스템입니다.
지상 망원경의 달성 가능한 이미지 선명도는 일반적으로 대기 난류의 영향으로 제한됩니다. 그러나 AO (Adaptive Optics) 기술을 사용하면이 주요 결점을 극복 할 수있어 망원경은 이론적으로 가능한 한 예를 들어 마치 우주에서 가져온 것처럼 선명한 이미지를 생성 할 수 있습니다.
약어 "MACAO"는 대기 난류의 흐림 효과를 "제거"하는 광학 보정이 이루어지는 특정 방식을 나타내는 "멀티 응용 곡률 적응 광학"을 나타냅니다.
MACAO-VLTI 시설은 ESO에서 개발되었습니다. 이것은 매우 복잡한 시스템으로, 8.2m VLT 단위 망원경마다 하나씩 4 대가 망원경 아래에 설치됩니다 (Coud? 객실 내). 이 시스템은 VLTTI (VLT Interferometer)에서 공통 초점을 향하기 전에 큰 망원경 (대기 난기류에 의해 유발 된)에서 나오는 광선의 왜곡을 보정합니다.
첫 번째 장치가 장착 된 4 개의 MACAO-VLTI 장치의 설치는 VLT 간섭계의 혁명에 불과합니다. VLTI의 감도가 100 배 증가하기 때문에 효율성이 크게 향상됩니다.
간단히 말하면, MACAO-VLTI를 사용하면 천체를 지금보다 100 배 희미하게 관찰 할 수 있습니다. 곧 천문학 자들은이 강력한 관측 기술을 통해 지금까지 도달하지 못한 수많은 물체의 VLTI (ESO PR 23/01)와의 간섭 무늬를 얻을 수있을 것입니다. 외부 은하. 이어지는 고해상도 이미지와 스펙트럼은 은하계 연구와 우리 은하계의 은하수에있는 희미한 물체에 대한 연구에서 완전히 새로운 시각을 열어 줄 것입니다.
현재 기간 동안, 4 개의 MACAO-VLTI 시설 중 첫 번째 시설은 일련의 관찰을 통해 설치, 통합 및 테스트되었습니다. 이러한 테스트를 위해 성능에 대한 자세한 평가가 가능한 적외선 카메라가 특별히 개발되었습니다. 또한 다양한 천체에 대한 최초의 멋진 전망을 제공했으며 일부는 여기에 표시되어 있습니다.
MACAO – 다중 응용 곡률 적응 광학 시설
AO (Adaptive Optics) 시스템은 대기 난류에 의해 유발 된 이미지 왜곡을 방지하는 컴퓨터 제어 변형 거울 (DM)을 통해 작동합니다. "파면 센서"(특수 카메라)로 얻은 이미지 데이터를 초 당 수백 번의 매우 빠른 속도로 계산 한 실시간 광학 보정을 기반으로합니다.
ESO MACAO (Multi Application Curvature Adaptive Optics) 시스템은 "심박동"이 350Hz (초당 시간) 인 60 요소 이형 변형 미러 (DM) 및 60 요소 곡률 파면 센서를 사용합니다. 이 높은 공간 및 시간 보정 능력으로, MACAO는 대략 근적외선 영역에서 스펙트럼의 근적외선 영역에서 8.2m VLT 단위 망원경의 이론상 가능한 ( "회계 제한") 이미지 품질을 거의 복원 할 수 있습니다. 2? m. 60 밀리-아크 초 정도의 결과 이미지 해상도 (선명도)는 표준 관찰 제한 관찰과 비교할 때 10 배 이상 개선되었습니다. AO 기술의 이점없이 망원경이 지구 대기 위에 놓인 경우에만 이러한 이미지 선명도를 얻을 수있었습니다.
현재의 형태로 MACAO-VLTI의 기술 개발은 1999 년에 시작되었으며 6 개월 간격으로 프로젝트 검토를 통해 프로젝트는 순항 속도에 빠르게 도달했습니다. 효과적인 설계는 60 개의 액추에이터가 장착 된 바이 모프 DM, 빠른 반응 팁-틸트 마운트 및 전자 부품을 포함하여 수많은 첨단 기술 부품의 제작에 기여한 ESO의 AO 부서와 유럽 산업 간의 매우 유익한 협력의 결과입니다. 많은 다른 사람. 이 복잡한 실시간 시스템의 조립, 테스트 및 성능 조정은 ESO-Garching 직원이 담당했습니다.
Paranal에 설치
MACAO 구성 요소가 장착 된 60+ 입방 미터 선적의 첫 상자는 2003 년 3 월 12 일 Paranal Observatory에 도착했습니다. 그 후 곧 ESO 엔지니어와 기술자가 VLT 8.2m KUEYEN 망원경 아래에서이 복합 장비의 조립을 시작했습니다. 이전에는 UT2).
그들은 전자, 수냉 시스템, 기계 및 광학 부품의 설치와 관련하여 신중하게 계획된 계획을 따랐습니다. 결국 그들은 까다로운 광학 정렬을 수행하여 계획된 첫 번째 테스트 관찰 1 주일 전에 완전히 조립 된 장비를 제공했습니다. 이 여분의 주에서는 실제 관측 준비에 대한 수많은 테스트 및 교정을 수행 할 수있는 매우 환영하고 유용한 기회를 제공했습니다.
간섭계 서비스에 대한 AO
VLTI (VLT Interferometer)는 2 개 이상의 8.2-VLT 장치 망원경 (나중에 움직일 수있는 1.8m 보조 망원경)에서 캡처 한 별빛을 결합하여 이미지 해상도를 크게 높일 수 있습니다. 망원경의 광선은 "동일하게"(일관되게) 모입니다. 기본 미러에서 시작하여 간섭계 실험실에 도달하기 전에 수백 미터의 전체 거리에서 서로 다른 경로를 따라 수많은 반사를 겪습니다.이 파장은 파장의 일부, 즉 나노 미터 내에 결합됩니다!
간섭계 기법에 의한 이득은 엄청납니다. 100 미터로 분리 된 두 망원경의 광선을 결합하면 직경 100 미터의 단일 망원경으로 만 해결할 수있는 세부 사항을 관찰 할 수 있습니다. 간섭 측정을 해석하고 별의 지름 등과 같은 관측 된 물체의 중요한 물리적 파라미터를 추론하기 위해서는 정교한 데이터 축소가 필요합니다. ESO PR 22/02.
VLTI는 관찰 된 간섭계 프린지 패턴의 대비로 표현되는 결합 된 빔의 간섭 정도를 측정합니다. 개별 빔 사이의 일관성 정도가 높을수록 측정 된 신호가 더 강합니다. 대기 난류에 의해 도입 된 파면 수차를 제거함으로써, MACAO-VLTI 시스템은 개별 망원경 빔의 결합 효율을 엄청나게 증가시킨다.
간섭 측정 프로세스에서, 별빛은 기능을 달성하기 위해 극도로 작은 광섬유에 주입되어야합니다. 직경은 6μm (0.006mm)입니다. MACAO의“초점 조정”동작이 없으면 망원경으로 포착 된 별빛의 작은 부분 만 광섬유에 주입 될 수 있으며 VLTI는 설계된 최고 효율에서 작동하지 않을 것입니다.
MACAO-VLTI는 이제 주입 된 광속에서 계수 100의 이득을 허용합니다. 이것은 MACAO-VLTI가 장착 된 두 개의 VLT 유닛 망원경이 함께 작동 할 때 상세하게 테스트됩니다. 그러나 첫 번째 시스템에서 실제로 달성 한 매우 우수한 성능을 통해 엔지니어는이 주문이 실제로 달성 될 것이라고 확신합니다. 이 최종 테스트는 올해 말에 두 번째 MACAO-VLTI 시스템이 설치 되 자마자 수행 될 것입니다.
마카오 -VLTI 퍼스트 라이트
KUEYEN의 Nasmyth 초점에 설치된 인공 광원을 사용한 1 개월의 설치 작업 및 테스트 후, MACAO-VLTI는 4 월 18 일에 여러 천문학적 물체로부터“실제”빛을 받았을 때“First Light”를 가졌습니다.
1.2, 1.6 및 2.2 μm의 근적외선 스펙트럼 대역에서 이미지 개선 (선명도, 광 에너지 농도)을 측정하기위한 이전의 성능 테스트 동안, MACAO-VLTI는이를 위해 개발 된 맞춤형 적외선 테스트 카메라를 통해 확인되었습니다. ESO의 목적. 이 중간 테스트는 수정 된 광선을 VLTI에 공급하기 전에 MACAO가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 필요했습니다.
며칠 밤 다양한 기능과 작동 매개 변수를 테스트하고 최적화 한 후, MACAO-VLTI를 천문 관측에 사용할 수있었습니다. 아래 이미지는 평균 시청 조건 하에서 촬영되었으며 MACAO-VLTI 사용시 이미지 품질 개선을 보여줍니다.
MACAO-VLTI – 첫 이미지
다음은 첫 번째 MACAO-VLTI 시스템에서 테스트 카메라로 얻은 첫 번째 이미지 중 일부이며 8.2m VLT KUEYEN 망원경에 설치되었습니다.
PR Photos 12b-c / 03은 적응 형 광학에 의한 이미지 보정없이 및 획득 된 별 (시각 크기 10)의 적외선 K- 대역 (파장 2.2Ωm)의 첫 번째 이미지를 보여줍니다.
PR Photo 12d / 03은 초기 테스트 중에 MACAO-VLTI로 얻은 최상의 이미지 중 하나를 표시합니다. MACAO-VLTI가 제작 된 사양을 충족하는 Strehl 비율 (광량 측정)을 보여줍니다. PR Photo 12e / 03에서 AO 기술을 사용할 때이 엄청난 개선이 명확하게 증명되었으며 수정 된 이미지 프로파일 (왼쪽)은 수정 된 프로파일 (오른쪽)과 비교할 때 거의 보이지 않습니다.
PR Photo 11f / 03은 희미한 가이드 스타를 사용할 때 MACAO-VLTI의 보정 기능을 보여줍니다. 상이한 스펙트럼 유형을 사용한 시험은 제한적인 시각적 크기가 초기 유형 B- 스타의 경우 16과 후기 유형 M- 스타의 경우 약 18 사이에서 변하는 것으로 나타났다.
회절 한계에서 보이는 천체
MACAO-VLTI로 시작하는 연구 기회를 잠정적으로 평가하기 위해 잘 알려진 두 개의 천체에 대한 다음 MACAO-VLTI 관찰의 예를 얻었다. 공간 기반 이미지와 잘 비교 될 수 있습니다.
은하계 센터
우리 은하의 중심은 약 30,000 광년 거리의 궁수 자리 별자리에 있습니다. PR Photo 12h / 03은 초기 시험 단계에서 MACAO-VLTI에 의해 획득 된이 지역의 짧은 노출 적외선 뷰를 보여줍니다.
VLT에서 NACO 시설을 사용한 최근의 AO 관측은 태양 질량이 260 만 개인 초대형 블랙홀이 가장 중심에 위치하고 있다는 강력한 증거를 제공한다. ESO PR 17/02. 이 결과는 블랙홀 궤도를 도는 별에 대한 천체 관측과 17 광시 거리 이내에 접근 한 결과 회절 제한 해상도의 이미지 없이는 불가능했을 것입니다.
에타 카리나에
에타 카리나 (Eta Carinae)는 알려진 가장 무거운 별 중 하나이며, 아마도 질량이 100 태양 질량을 초과합니다. 태양보다 약 4 백만 배 밝아서 가장 빛나는 별 중 하나입니다.
이러한 거대한 별의 수명은 약 백만 년에 불과하며 우주의 시간 척도로 측정 된 Eta Carinae는 최근에 형성되었을 것입니다. 이 별은 매우 불안정하고 격렬한 폭발이 발생하기 쉽습니다. 그것들은 별의 상층에서 매우 높은 복사압으로 인해 발생하며, 이는 수년 동안 지속될 수있는 격렬한 분출 동안“표면”에있는 물질의 상당 부분을 우주로 날려 버립니다. 이 폭발의 마지막 폭발은 1835 년에서 1855 년 사이에 발생하여 1843 년에 정점에 이르렀습니다. 약 7,500에서 10,000 광년에 이르는 비거리에도 불구하고, 에타 카리나 (Eta Carinae)는 그 당시 하늘에서 두 번째로 밝은 별이되었습니다. ), 시리우스를 능가합니다.
프로 스티 레오
Frosty Leo는 가스, 먼지 및 다량의 얼음 (따라서 이름)으로 둘러싸인 11 등급 (AGB 이후) 별입니다. 관련된 성운은“나비”모양 (양극 형태)이며 두 개의 늦은 진화 단계 인 점근 적 거대 가지 (AGB)와 후속 행성 성 성운 (PNe) 사이의 짧은 전이 단계의 가장 잘 알려진 예 중 하나입니다.
이와 같은 3 태양 질량 물체의 경우,이 단계는 별의 삶에서 눈의 윙크 인 단지 수천 년 동안 지속될 것으로 믿어집니다. 따라서 이와 같은 물체는 매우 드물고 Frosty Leo는 그중 가장 가볍고 가장 밝은 것 중 하나입니다.
원본 출처 : ESO 뉴스 릴리스
