Самая большая из этих вулканических образований, названная Локи в честь скандинавского бога, часто ассоциируемого с огнем и хаосом, — это вулканическая впадина, называемая патера, в которой более плотная лавовая кора, затвердевающая на вершине лавового озера, периодически опускается в озеро, вызывая подъем тепловое излучение, которое регулярно наблюдается с Земли. Локи, всего 124 мили в диаметре и по крайней мере 373 миллиона миль от Земли, до недавнего времени был слишком мал, чтобы его можно было рассмотреть в деталях с помощью любого наземного оптического / инфракрасного телескопа.Большой бинокулярный телескоп, или LBT, с двумя зеркалами, каждое по 8,4 метра (около 27 футов) в диаметре, установленными на одной и той же подставке на расстоянии 20 футов друг от друга, производит изображения с тем же уровнем детализации, что и телескоп с одиночным 22,8-метровым телескопом. Зеркало (75 футов) можно было бы добиться, комбинируя свет с помощью интерферометрии.
Благодаря большому бинокулярному интерферометру телескопа, или LBTI, международная группа исследователей смогла посмотреть на Локи Патера, обнаружив детали, которых никогда раньше не было с Земли. Их исследование опубликовано в Astronomical Journal.«Мы объединяем свет от двух очень больших зеркал когерентно, так что они становятся одним очень большим зеркалом», — сказал Аль Конрад, руководитель исследования и ученый из обсерватории Большого бинокулярного телескопа (LBTO). «Таким образом, мы впервые можем измерить яркость, исходящую из разных регионов в пределах озера».Для Фила Хинца, который возглавляет проект LBTI на факультете астрономии и обсерватории Стюарда Университета Аризоны, этот результат является результатом почти 15-летней разработки.
«Мы создали LBTI, чтобы формировать чрезвычайно четкие изображения. Приятно видеть, что система так хорошо работает», — сказал Хинц. Он отметил, что это только одна из уникальных сторон LBTI. «Мы создали систему как для формирования четких изображений, так и для обнаружения пыли и планет вокруг ближайших звезд в чрезвычайно высоком динамическом диапазоне. Недавние результаты LBTI по eta Crv и HR 8799 являются прекрасным примером ее потенциала», — сказал он.
Четкие изображения важны для просмотра мелких деталей объекта (например, вулканов на Ио).
Как и в случае с любым телескопом, чем больше зеркало, тем меньше объекты, которые астрономы могут увидеть на своей цели.«Интерферометрия — это способ объединить свет, исходящий от каждого из двух основных зеркал телескопа, таким образом, чтобы он выглядел так, как будто он исходит от одного зеркала размером с самые удаленные точки двух зеркал LBT: 22,8 метров вместо 8,4 метра каждого главного зеркала », — пояснил Кристиан Велле, директор LBTO. «Если мы хотим заглянуть в окрестности звезды, чтобы найти пыль или планеты, мы используем информацию, поступающую от обоих зеркал, таким образом, чтобы« стереть »яркую звезду и позволить нам смотреть на слабые объекты вокруг звезды, такие как планеты или диск пыли ".LMIRcam, камера, записывающая изображения в самом сердце LBTI в диапазоне от 3 до 5 микрометров в ближнем инфракрасном диапазоне, была дипломной работой Джаррона Лейзенринга, аспиранта Университета Вирджинии. Для Джаррона, который сейчас работает специалистом по приборам в NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона для космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА) в Обсерватории Стюарда, эти наблюдения знаменуют собой «важную веху для меня и команды разработчиков.
LMIRcam уже была очень продуктивной за последние несколько лет. Теперь интерферометрическая комбинация представляет собой последний шаг в использовании всего потенциала LBTI и открывает целый ряд новых научных возможностей ».«В то время как мы видели яркие выбросы — всегда одно неразрешенное пятно -« всплывали »в разных местах в Локи Патера на протяжении многих лет, — сказал Имке де Патер, профессор Калифорнийского университета в Беркли, — эти изысканные изображения из LBTI впервые показывают на наземных изображениях, что выбросы возникают одновременно из разных мест в Локи Патера.
Это убедительно свидетельствует о том, что подковообразный объект, скорее всего, является активным переворачивающимся лавовым озером, как предполагалось в прошлом ».«Два вулканических объекта находятся в недавно появившихся активных местах», — объясняет Кэтрин де Клер, аспирантка Калифорнийского университета в Беркли. «Они расположены в регионе под названием Colchis Regio, где всего несколькими месяцами ранее произошло мощное извержение, и, возможно, представляют собой последствия этого извержения. Высокое разрешение LBTI позволяет нам разложить остаточную активность в этом регионе на конкретные активные участки, которые могут быть потоками лавы или близлежащими извержениями ".«Изучение очень динамичной вулканической активности на Ио, которая постоянно меняет форму поверхности Луны, дает ключ к разгадке внутренней структуры и водопроводов этой луны», — отметил член команды Чик Вудворд из Университета Миннесоты, «помогая проложить путь. для будущих миссий НАСА, таких как Наблюдатель за вулканом Ио. Высокоэллиптическая орбита Ио рядом с Юпитером постоянно создает приливные нагрузки на Луну, как выжимание спелого апельсина, где сок может вытечь через трещины в кожуре ».
Для Вейе это исследование знаменует «очень важную веху для обсерватории. Уникальной особенностью бинокулярной конструкции телескопа, первоначально предложенной более 25 лет назад, является его способность обеспечивать изображения с уровнем детализации (разрешения) только телескоп с одной апертурой может достигать не менее 22,7 м в диаметре.
Впечатляющие наблюдения Ио, опубликованные сегодня, — дань уважения многим, кто верил в концепцию LBT и более двух десятилетий упорно трудился, чтобы достичь этой вехи ».Вейе добавил: «Хотя впереди еще много работы, чтобы сделать комбинацию LBT / LBTI полностью работоспособным инструментом, мы можем с уверенностью заявить, что Большой бинокулярный телескоп действительно является предшественником следующего поколения чрезвычайно больших телескопов, которые должны увидеть первый свет в мире. через десять (или более) лет ".