これは地面からの海王星の写真です! ESOの新しい適応光学により、地上望遠鏡は地球の大気を無視します

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2007年、ヨーロッパ南天天文台(ESO)は、チリ北部のパラナル天文台にある超大型望遠鏡(VLT)の作業を完了しました。この地上望遠鏡は、世界で最も先進的な光学機器であり、メインミラー(直径8.2メートル)を備えた4つのユニット望遠鏡と4つの移動可能な直径1.8メートルの補助望遠鏡で構成されています。

最近、VLTは、可視波長で機能するパノラマ積分フィールド分光器であるMulti Unit Spectroscopic Explorer(MUSE)と呼ばれる新しい機器でアップグレードされました。これにより可能になる新しい補償光学モード(レーザー断層撮影として知られています)のおかげで、VLTは最近、海王星、星団、その他の天体の画像を、申し分のない明快さで取得できました。

天文学において、補償光学とは、地上の望遠鏡に関して深刻な問題である、地球の大気によって引き起こされるぼかし効果を機器が補償できる技術を指します。基本的に、光が大気を通過すると、光は歪んで遠くの物体がぼやけます(そのため、肉眼で見ると星がきらきら見えます)。

この問題の1つの解決策は、大気の乱れが問題ではない宇宙空間に望遠鏡を配備することです。もう1つは、歪みを人為的に補正できる高度なテクノロジーに依存することです。これにより、より鮮明な画像が得られます。そのようなテクノロジーの1つがMUSE装置で、GALACSIと呼ばれる補償光学ユニット(Adaptive Optics Facility(AOF)のサブシステム)と連動します。

この装置では、広視野モードと狭視野モードの2つの補償光学モードを使用できます。前者は比較的広い視野で望遠鏡の1 kmまでの大気乱気流の影響を補正しますが、狭視野モードはレーザー断層撮影を使用して望遠鏡のほぼすべての大気乱気流を補正し、より鮮明な画像を作成します。しかし、空のより小さな領域の上。

これは、4番目のユニット望遠鏡(UT4)に固定された4つのレーザーで構成され、空に強いオレンジ色の光を放ち、大気中のナトリウム原子をシミュレートし、人工的な「レーザーガイド星」を作成します。次に、これらの人工星からの光を使用して、大気の乱気流を決定し、補正を計算します。次に、UT4の変形可能なセカンダリミラーに送信され、歪んだ光を補正します。

このナローフィールドモードを使用して、VLTは惑星海王星、遠方の星団(球状星団NGC 6388など)、およびその他のオブジェクトの非常に鋭いテスト画像をキャプチャできました。そうすることで、VLTは、そのUT4ミラーが画像のシャープネスの理論上の限界に到達でき、大気の歪みの影響によって制限されないことを実証しました。

これは基本的に、VLTが地面から撮影した画像よりも鮮明な画像をキャプチャできるようになったことを意味します ハッブル宇宙望遠鏡。 UT4からの結果は、エンジニアがESOの超大型望遠鏡(ELT)に同様の適応を行うのにも役立ちます。これは、調査を実施し、その科学的目標を達成するためにレーザー断層撮影にも依存します。

これらの目標には、遠方の銀河の中心にある超大質量ブラックホール(SMBH)、若い星からのジェット、球状星団、超新星、太陽系の惑星と月、太陽系外惑星の研究が含まれます。つまり、VLTのMUSEによってテストおよび確認された補償光学の使用により、天文学者は地上の望遠鏡を使用して、これまでよりもはるかに詳細に天体の特性を研究できるようになります。

さらに、他の補償光学システムは、今後数年間で補償光学施設(AOF)との連携から恩恵を受けるでしょう。これには、Hawk-I赤外線広視野撮像装置ですでに使用されている、ESOのGRAAL(グラウンドレイヤー補償光学モジュール)が含まれます。数年後には、強力なEnhanced Resolution Imager and Spectrograph(ERIS)機器もVLTに追加される予定です。

これらのアップグレードと今後数年間の次世代宇宙望遠鏡の展開の間( ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡、これは2021年に展開される予定です)、天文学者は宇宙のより多くを「集中」させることを期待しています。そして、彼らが見るものは、いくつかの長年の謎を解決するのに役立つはずであり、おそらくもっとずっと多くを作成するでしょう!

また、ESOの厚意により、海王星のVLTとNGC 6388によって取得された画像のこれらのビデオを必ずお楽しみください。

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