Bildkredit: USNO
Astronomer från flera amerikanska observatorier tillkännagav att de framgångsrikt har släppt samman ljuset från sex oberoende teleskop för att bilda en enda, högupplöst bild av ett avlägset flerstjärnigt system. För att skapa en bild med denna detaljnivå måste ett enda teleskop vara 50 meter över - större än vad som för närvarande finns. Denna teknik, kallad interferometri, har gjorts med par teleskop tidigare, men aldrig med så många som sex.
Astronomer från US Naval Observatory (USNO), Naval Research Laboratory (NRL) och Lowell Observatory meddelade idag att de framgångsrikt har kombinerat ljuset från sex oberoende teleskoper för att bilda en enda, högupplöst bild av ett avlägset flerstjärnigt system . Detta är första gången detta någonsin har åstadkommits i det optiska området i det elektromagnetiska spektrumet. Navy Prototype Optical Interferometer (NPOI) vid Lowell Observatory's Anderson Mesa-plats nära Flagstaff, Arizona, observerade trippelstjärnsystemet Eta Virginis, som ligger cirka 130 ljusår bort från jorden.
"Denna utveckling gör det möjligt att 'syntetisera' teleskop med öppningar över hundratals meter," säger Dr. Kenneth Johnston, vetenskaplig chef för Naval Observatory. ”Det kommer att leda till direkt avbildning av ytorna på stjärnor och stjärnfläckar, analogt med solfläckarna på solen. Denna teknik kan också tillämpas på rymdsystem för fjärravkänning av jorden och andra föremål i solsystemet, liksom stjärnor och galaxer. ”
Optiska interferometrar kombinerar ljuset från flera oberoende teleskop för att bilda ett "syntetiskt" teleskop vars förmåga att skapa en högupplöst bild är proportionell mot den maximala separationen av teleskopen. De är svaret på de oöverkomliga kostnaderna och de enorma tekniska svårigheterna med att bygga extremt stora monolitiska enkelspegelteleskop. Eftersom hastigheten med vilken en gigantisk teleskopöppning syntetiseras med en interferometeruppsättning är lika med antalet kombinationer mellan alla två teleskop i matrisen har kombinationen av de sex NPOI-teleskop mer än fyrdubblade NPOI: s förmåga att samla in data över sina konkurrenter.
USNO och NRL, i samarbete med Lowell Observatory och med finansiering från Office of Naval Research och Oceanograf of the Navy, gick samman 1991 för att bygga instrumentet. Stellarobservationer har gjorts med en tre-station array sedan dess "första ljus" 1996.
På grund av de tekniska svårigheterna med att länka till och med ett litet antal separata teleskop har de höga upplösningsfunktionerna för optiska interferometrar emellertid endast använts hittills på relativt enkla stjärnkällor. Grundläggande frågor, till exempel en stjärnas uppenbara diameter eller existensen och rörelserna för närliggande stjärnkamrater, besvaras lätt för sådana källor. För att öka den rumsliga upplösningen och känsligheten för stjärnstrukturen måste interferometrar emellertid länka fler teleskop för att ge en jämn sampling av den syntetiserade öppningen. Tre kombinerade teleskop ger tre mått i den syntetiserade öppningen, men sex teleskop ger 15 kombinationer.
För att slå samman de sex balkarna har NPOI-teamet designat en ny typ av hybridbalkombinerare. Dessutom har ny hårdvara och styrsystem utvecklats för att unikt koda alla möjliga teleskopkombinationer i den inspelade datan så att den information som är nödvändig för inriktningen och superpositionen av stjärnljusvågfronterna och bildrekonstruktionen kan avkodas korrekt.
Fältet interferometri är ett snabbt utvecklande område, med jättar som tvilling Keck-10-meter teleskop som har uppnått "första fransar" förra året, och European Southern Observatory VLTI planerar att kombinera ljuset från fyra 8-meters teleskop. Mer blygsamma men mångsidiga bildinterferometrar som CHARA, COAST och IOTA har också varit i drift i några år, men NPOI är den första som kombinerar ljus från ett komplett utbud av sex teleskoper.
Inom en snar framtid kommer NPOI att igångköra alla de återstående stationerna på vilka något av de sex teleskopen kan monteras för en maximal matrisstorlek på 430 meter, den största baslinjen för alla nuvarande avbildningsinterferometerprojekt.
Stellar astrofysik kommer att revolutioneras av förmågan att direkt avbilda andra stjärnor än solen. I slutändan, när de används i rymden med den erfarenhet som samlas in från markbaserade experiment, kan optisk interferometri utveckla förmågan att avbilda Jupiter-storlekar av planeter som kretsar kring avlägsna stjärnor.
"Kom ihåg de tidiga dagarna med radiointerferometri och titta på de hela världen som vi rutinmässigt använder idag," säger Dr. Johnston. "Vi har gått från enkla tvåelement-arrayer till kontinenterstorlekar med 10 eller fler antenner som producerar extremt fina bilder av avlägsna kvasarer. Vi står på randen för att uppnå liknande resultat för synliga ljuskällor. ”
Originalkälla: US Naval Observatory News release
