画像クレジット：UCバークレー
カリフォルニア大学バークレー校の天文学者は、UCのリック天文台に最近設置されたレーザーガイド星系を利用して、遠くの巨大な星のかすかなほこりっぽい円盤のシャープできらめきのない画像を取得しています。画像は、太陽型の星と同じ方法で、太陽の2倍から3倍の大きさの星が形成されることを明確に示しています-太陽とその惑星が出現した円盤に崩壊する渦巻く球状の雲の内部。
リック天文台の上空を貫通する黄色のレーザービームは昨年、10フィートのシェーン望遠鏡で運用可能になり、望遠鏡の「ゴム鏡」システムの使用を適応光学と呼び、夜空全体に拡大しました。レーザーの追加により、リックは日常的に使用するレーザーガイド星を提供する唯一の天文台になります。
カリフォルニア大学バークレー校のチームと、UCサンタクルーズの適応光学センターおよびローレンスリバモア国立研究所（LLNL）の同僚は、ジャーナルScienceの2月27日号で結果を報告しています。
「私たちの太陽のような星のパラダイムは、原始星への雲の重力崩壊とパンケーキのような降着円盤ですが、これが機能しないいくつかの質量があります。星の光度は円盤を破壊するのに十分になります。 UCバークレーの天文学教授であるJames R. Graham氏はこのように述べています。 「私たちのデータは、標準モデルのパラダイムが、太陽の2〜3倍の大きさの星でも機能することを示しています。」
「アダプティブオプティクスがないと、地面からは大きなファジーブロブしか見えず、光源の周りの微細構造を検出できません」とUCバークレーの大学院生マーシャルD.ペリンは付け加えました。 「私たちの観測は、低質量および中間質量の星が同様の方法で形成するという新たな見方を強力にサポートしています。」
大気の乱流のぼかし効果を取り除く補償光学システムが1996年にリックのシェーン望遠鏡に追加されました。しかし、ハワイのツイン10メートルのケック望遠鏡を含む今日の補償光学を備えた他のすべての望遠鏡と同様に、リック望遠鏡は視野内の明るい星に依存して、ぼやけを取り除くために必要な参照を提供します。このような「自然な」ガイド星系が機能するためには、空の天体のわずか1〜10％が明るい星に十分接近しています。
エースレーザーの科学者であるLLNLのDeanna M. PenningtonとHerbert Friedmanによって開発されたナトリウム色素レーザーは、最終的に補償光学システムを完成させ、明るい星が近くにあるかどうかに関係なく、天文学者がそれを使用して空の任意の部分を見ることができるようにします。
リック望遠鏡のボアにぶつかると、レーザーは乱流ゾーンを通過して約60マイルの狭いビームを上層大気に照射し、そこでレーザー光がナトリウム原子を刺激して同じ色の光を吸収して再放出します。ナトリウムは、地球の大気圏に入ると炎上して蒸発する微小隕石に由来します。
大気中に生成された黄色の光るスポットは、9等星に相当します。人間の目で見るよりも約40倍暗いです。それにもかかわらず、それは明るい遠い星と同じくらい効果的な安定した光源を提供します。
「その光を使用して、毎秒数百回望遠鏡で大気の乱気流を測定し、その情報を使用して、レーザーとターゲットの両方からの光が、 UCサンタクルーズの天文学と天体物理学の教授であり、適応光学センターの副所長であり、LLNLの研究者であるLLNLの研究者であるクレアマックスは、次のように述べています。レーザーガイドスターシステムを開発するために10年以上。
このシステムの最初のテストの1つで、GrahamとPerrinは、地表からぼやけており、通常は自然ガイド星の適応光学系では撮像できないほど希薄な、Herbig Ae / Be星と呼ばれる珍しい若い巨大星に望遠鏡を向けました。太陽の1.5倍から10倍の質量で、恐らく1000万年前のHerbig Ae / Be星は、重い星の始まりであると考えられています。ベガ。 Herbig Ae / Beスターは、数年前にカリフォルニア大学サンタクルーズ校の天文学者であるGeorge Herbigによってカタログ化され、現在はハワイ大学に所属しています。
ハービックAe / Beスターの中で最も大規模なものは、銀河に重い原子をまき散らして超新星爆発を起こし、固体惑星と生命さえも可能にするので、非常に興味深いものです。また、近くの雲で星の形成を引き起こします。
天文学者が見たものは、Tタウリ星の既知の写真と非常に似ていました。Tタウリ星は、私たちの太陽よりも最大50パーセント大きく、1億歳までの星の形成段階です。 2つのHerbig Ae / Be星の画像は、星が明るいまぶしさを遮る円盤と、星と円盤を包む塵とガスの輝く球状の光輪によって引き起こされる、各星を二分する暗い線をはっきりと示しています。各星では、降着円盤の極からガスとダストの2つのジェットが出現しているように見えます。
2つの星は、LkH（198およびLkH（233（Lick水素アルファ線源））としてカタログ化されており、天の川銀河の遠方領域で、それぞれ2,000および3,400光年離れています。
「原始星雲からの物質は直接乳幼児の星に落ちることができないので、それは最初に降着円盤に着陸し、それが角運動量を流した後に星に落ちるように内側に移動するだけです」とペリンは説明しました。 「角運動量移動のこのプロセスは、磁場の進化とともに、双極の流出を開始させます。これらの流出は最終的に封筒を取り除き、降着円盤に囲まれた新生星を残します。数百万年以上の間、ディスク内の残りの素材は蓄積され、若い星だけが後に残されます。」
ペリンは、ハッブル宇宙望遠鏡が「タウリ星の周りの円盤と流出の非常に明確で明確な画像」を提供し、太陽のような星の形成に関する理論を確認したと付け加えました。しかし、ハービックAe / Beスターは比較的希少であるため、これらのスターのそのような明確なデータはこれまで欠けていると彼は言った。
天文学者たちは、非常に重い星が2つ以上の星の衝突から、または渦巻く降着円盤とは異なり乱流の雲の中で形成されることを提案しています。興味深いことに、同じ夜にグラハムとペリンが撮影した3番目の星は、ガスと塵のリボンが間にある2つの太陽のような星であり、一方の星が他方から物質を捕獲しているように見えます。
グラハム氏は、より大きなHerbig Ae / Be星を撮影して、標準の星形成モデルがさらに大きな星に及ぶかどうかを確認したいと考えています。 Herbig Ae / Be星の詳細な画像は、Perrinによって構築され、すでに望遠鏡に取り付けられているBerkeley近赤外線カメラ（IRCAL）に追加された近赤外線イメージング偏光計と同じくらい、新しいレーザーガイド星システムに負っています。
「偏光計がなければ、星からの光はそれらの周りの構造を大いに覆い隠します」とペリンは言いました。 「偏光計は、偏光されていない星の光を、星の周りの塵からの偏光された散乱光から分離します。これにより、その塵の検出率が向上します。 Lickでこの技術を開発したので、レーザーガイドスターシステムが作動するようになると、10メートルのケック望遠鏡に拡張することができます。」
偏光計は、リチウム、イットリウム、およびフッ素で作られた新しいタイプの複屈折結晶（LiYF4）を使用して、画像からの光を2つの偏光に分割します。
他の多くのグループがガイドスターとして使用するレーザーを開発していますが、マックスのグループは、1990年代初頭にリバモアでコンセプトを初めて実証して以来、競合他社よりも優れています。それ以来、彼女と同僚は、レーザーと、鏡（リックの120インチ望遠鏡の場合、メイン望遠鏡内の3インチの副鏡の場合）を右に曲げて、きらめきを取り除くことを可能にするソフトウェアとソフトウェアを完成させてきました。出演者。
11〜12ワットのレーザーは、大気中の冷たいナトリウム原子を励起する周波数に調整されたナトリウム色素レーザーです。色素レーザーは、すぐに利用できる緑色のミリワットレーザーポインターの兄である緑色のネオジムYAGレーザーによって励起されます。
「現在、レーザーガイドスターシステムを使用して科学を行うことができるのは、その信頼性と使いやすさが大幅に向上したためです」とGraham氏は語った。 「レーザーははるかに大きなコミュニティに補償光学を開放します。」
「私はそれがリックで働く馬具になると思う」とマックスは付け加えた。 「レーザー自体と補償光学システムのハードウェアは非常に安定しており、非常に堅牢です。これから起こるのは、人々がそれを使って天文学を行い、それを使って観察するための新しい技術を開発し、新しいタイプのオブジェクトで試してみるということです。典型的な方法では、優れた天文学者があなたの楽器を使って想像もしなかったようなことをします。」
マックスと彼女の同僚は、ハワイのケック望遠鏡で同じレーザーガイド星系をテストしましたが、まだ日常的に使用する準備ができていません、と彼女は言った。
「ケックはリックで使用しているのと同じテクノロジーを使用しています」とマックスは述べました。 「この一般的な技術がほとんどの望遠鏡で使用されていることを期待していますが、レーザーの種類が異なります。人々は右と左の新しいタイプのレーザーを発明しているので、ゲームは解決する必要があると思います。」
サイエンスペーパーの他の著者は、グラハム、ペリン、マックス、ペニントンを除いて、UCサンタクルスを中心とした全米科学財団の適応光学センターに所属しています。カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の補償光学研究所のドナルドT.ゲール氏、カリフォルニア大学天文台/リック天文台のエリノールL.ゲイツ氏。
レーザーガイド星の観測と開発は、全米科学財団と米国エネルギー省から資金提供を受けました。
元のソース：UCバークレーニュースリリース
