Imagens Supersharp da Nova Ótica Adaptativa VLT

O Very Large Telescope (VLT) do ESO alcançou a primeira luz com um novo modo de óptica adaptativa chamado tomografia a laser - e capturou imagens de teste notavelmente nítidas do planeta Netuno, aglomerados estelares e outros objetos. O pioneiro instrumento MUSE no modo Narrow-Field, trabalhando com o módulo óptico adaptável GALACSI, agora pode usar essa nova técnica para corrigir a turbulência em diferentes altitudes na atmosfera. Agora é possível capturar imagens do solo em comprimentos de onda visíveis que são mais nítidas que as do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA. A combinação de excelente nitidez de imagem e as capacidades espectroscópicas do MUSE permitirão que os astrônomos estudem as propriedades dos objetos astronômicos com muito mais detalhes do que era possível antes.

O instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) do Very Large Telescope (VLT) do ESO funciona com uma unidade óptica adaptativa chamada GALACSI . Isso faz uso do Laser Star Star Facility, 4LGSF , um subsistema do Adaptive Optics Facility (AOF). O AOF fornece óptica adaptativa para instrumentos no VLTs Unit Telescope 4 (UT4). O MUSE foi o primeiro instrumento a se beneficiar desta nova instalação e agora possui dois modos ópticos adaptativos - o Wide Field Mode e o Narrow Field Mode .

O MUSE Wide Field Mode acoplado ao GALACSI no modo de camada de solo corrige os efeitos da turbulência atmosférica até um quilômetro acima do telescópio em um campo de visão relativamente amplo. Mas o  novo Narrow Field Mode usando tomografia a laser corrige quase toda a turbulência atmosférica acima do telescópio para criar imagens muito mais nítidas, mas sobre uma região menor do céu.

Com esta nova capacidade, o UT4 de 8 metros atinge o limite teórico de nitidez da imagem e não é mais limitado pelo desfoque atmosférico. Isto é extremamente difícil de alcançar no visível e dá imagens comparáveis ​​em nitidez às do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA . Permitirá aos astrônomos estudarem com detalhes inéditos objetos fascinantes como buracos negros supermassivos nos centros de galáxias distantes, jatos de estrelas jovens, aglomerados globulares, supernovas, planetas e seus satélites no Sistema Solar e muito mais.

A óptica adaptativa é uma técnica para compensar o efeito de desfoque da atmosfera da Terra, também conhecida como visão astronômica , que é um grande problema enfrentado por todos os telescópios terrestres. A mesma turbulência na atmosfera que faz com que as estrelas brilhem a olho nu resulta em imagens borradas do Universo para grandes telescópios. A luz das estrelas e das galáxias torna-se distorcida quando passa pela nossa atmosfera, e os astrônomos precisam usar tecnologia inteligente para melhorar a qualidade da imagem artificialmente.

Para conseguir isso, quatro lasers brilhantes são fixados em UT4 que projetam colunas de luz laranja intensa de 30 centímetros de diâmetro no céu, estimulando átomos de sódio na atmosfera e criando estrelas artificiais guia de laser . Os sistemas ópticos adaptativos usam a luz dessas "estrelas" para determinar a turbulência na atmosfera e calcular as correções mil vezes por segundo, comandando o espelho secundário fino e deformável do UT4 a alterar constantemente sua forma, corrigindo a luz distorcida.

O MUSE não é o único instrumento a se beneficiar do Adaptive Optics Facility. Outro sistema de óptica adaptativa , o GRAAL , já está em uso com a câmera infravermelha HAWK-I . Isto será seguido em poucos anos pelo poderoso novo instrumento ERIS . Juntos, esses importantes desenvolvimentos em óptica adaptativa estão aprimorando a já poderosa frota de telescópios do ESO, colocando o Universo em foco.

Este novo modo também constitui um passo importante para o Telescópio Extremamente Grande do  ESO , que precisará da Tomografia a Laser para atingir seus objetivos científicos. Estes resultados no UT4 com o AOF ajudarão a aproximar os engenheiros e cientistas do ELT da implementação de tecnologia óptica adaptativa similar no gigante de 39 metros.

Notas

[1] MUSE e GALACSI no Wide-Field Mode já fornecem uma correção em um campo de visão de 1,0 minuto, com pixels de 0,2 a 0,2 segundos de arco de tamanho. Esse novo modo de campo estreito do GALACSI cobre um campo de visão muito menor de 7,5 segundos, mas com pixels muito menores, de apenas 0,025 por 0,025 segundos de arco, para explorar totalmente a resolução mais refinada.

[2] A turbulência atmosférica varia com a altitude; algumas camadas causam mais degradação do feixe de luz das estrelas do que outras. A complexa técnica de óptica adaptativa da Tomografia a Laser visa corrigir principalmente a turbulência dessas camadas atmosféricas. Um conjunto de camadas pré-definidas é selecionado para o modo de campo estreito MUSE / GALACSI a 0 km (camada do solo; sempre um contribuidor importante), 3, 9 e 14 km de altitude. O algoritmo de correção é então otimizado para essas camadas para permitir que os astrônomos alcancem uma qualidade de imagem quase tão boa quanto com uma estrela-guia natural e combinando com o limite teórico do telescópio.

Mais Informações

O ESO é a principal organização intergovernamental de astronomia na Europa e, de longe, o observatório astronômico terrestre mais produtivo do mundo. Possui 15 Estados-Membros: Áustria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, França, Finlândia, Alemanha, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido, juntamente com o Estado anfitrião do Chile e Austrália como parceiro estratégico. O ESO realiza um ambicioso programa focado no projeto, construção e operação de poderosas instalações de observação terrestres, permitindo que os astrônomos façam importantes descobertas científicas. O ESO também desempenha um papel de liderança na promoção e organização da cooperação em pesquisa astronômica. O ESO opera três locais exclusivos de observação de classe mundial no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, O ESO opera o Very Large Telescope e seu Interferômetro de Very Large Telescope, líder mundial, bem como dois telescópios de levantamento, o VISTA trabalhando no infravermelho e o VLT Survey Telescope de luz visível. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações no Chajnantor, APEX e ALMA, o maior projeto astronômico existente. E no Cerro Armazones, perto do Paranal, o ESO está construindo o Telescópio Extremamente Grande de 39 metros, o ELT, que se tornará “o maior olho do mundo no céu”.

Fonte - ESO

Esta imagem do planeta Netuno foi obtida durante o teste do modo de óptica adaptativa de campo estreito do instrumento MUSE / GALACSI no Very Large Telescope do ESO . A imagem corrigida é mais nítida do que uma imagem comparável do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA .

Estas imagens do planeta Netuno foram obtidas durante o teste do modo de óptica adaptativa de campo estreito do instrumento MUSE / GALACSI no Very Large Telescope do ESO . A imagem à direita é sem o sistema óptico adaptativo em operação e o da esquerda após a ativação da óptica adaptativa.

A imagem do planeta Netuno à esquerda foi obtida durante o teste do modo de óptica adaptativa de campo estreito do instrumento MUSE no Very Large Telescope do ESO . A imagem à direita é uma imagem comparável do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA . Observe que as duas imagens não foram tiradas ao mesmo tempo, portanto, não mostre características de superfície idênticas.

Crédito: ESO / P. Weilbacher (AIP) / NASA, ESA e MH Wong e J. Tollefson (UC Berkeley)

Estas imagens do aglomerado globular de estrelas NGC 6388 foram obtidas durante o teste do modo de óptica adaptativa de campo estreito do instrumento MUSE no Very Large Telescope do ESO. A imagem à esquerda é do MUSE no Modo Wide Field, sem o sistema de óptica adaptativa em operação e o painel central é uma ampliação de uma pequena parte dessa vista. A imagem à direita é a vista do modo MUSE de campo estreito quando as ópticas adaptáveis ​​são ativadas.

Crédito: ESO / S. Kammann (LJMU)