Команда разрабатывала эту технологию более 20 лет в обсерваториях в Аризоне, совсем недавно в Большом бинокулярном телескопе, или LBT, и теперь развернула последнюю версию этих камер в высокогорной пустыне Чили на Magellan 6.5-метровый телескоп.
«Было очень интересно увидеть, как эта новая камера делает ночное небо четче, чем когда-либо прежде, — сказал профессор астрономии UA Лэрд Клоуз, главный научный сотрудник проекта. "Мы впервые можем делать изображения с длинной выдержкой, которые разрешают объекты только на 0.02 угловой секунды в поперечнике — эквивалент десятицентовика при просмотре с расстояния более сотни миль.
В этом разрешении вы могли видеть бейсбольный алмаз на Луне."
Двукратное улучшение по сравнению с предыдущими усилиями основано на том факте, что впервые телескоп с главным зеркалом большого диаметра используется для цифровой фотографии с теоретическим пределом разрешения в видимых длинах волн — свет, который может видеть человеческий глаз.
«По мере того, как мы приближаемся к более коротким длинам волн, четкость изображения улучшается», — сказал Джаред Мэйлз, научный сотрудник НАСА Саган из отдела астрономии UA. «До сих пор большие телескопы могли делать теоретически самые резкие фотографии только в инфракрасном (или длинноволновом) свете, но наша новая камера может делать фотографии, которые в два раза четче в видимом спектре света."
Эти изображения также как минимум в два раза резче, чем то, что может сделать космический телескоп Хаббла, потому что с его зеркалом диаметром 21 фут телескоп Магеллана намного больше, чем Хаббл с его 8-футовым зеркалом. До сих пор Хаббл всегда давал наилучшие изображения в видимом свете, поскольку даже большой наземный телескоп со сложной адаптивной оптикой телескопических камер мог делать только размытые изображения в видимом свете.
Чтобы преодолеть атмосферную турбулентность, которая поражает наземные телескопы, вызывая размытие изображения, команда Клоуз разработала очень мощную адаптивную оптическую систему, которая перемещает тонкое (1/16 дюйма) изогнутое стеклянное зеркало (2).8 футов в поперечнике) в магнитном поле на высоте 30 футов над главным зеркалом телескопа.
Это так называемое адаптивное вторичное зеркало (ASM) может изменять свою форму в 585 точках на своей поверхности 1000 раз в секунду, противодействуя размывающему эффекту атмосферы.
«В результате мы можем видеть видимое небо четче, чем когда-либо прежде», — сказал Клоуз. "Это почти как телескоп с 21-футовым зеркалом в космосе."
Новая система адаптивной оптики, получившая название MagAO от Magellan Adaptive Optics, уже сделала несколько важных научных открытий, опубликованных сегодня в трех научных статьях в Astrophysical Journal.
Когда система тестировалась и получила то, что астрономы называют "первым светом", команда направила ее на знаменитую и хорошо изученную массивную звезду, которая дает Большую туманность Ориона (Объект M42) большую часть своего ультрафиолетового излучения. Туманность Ориона, расположенная чуть ниже пояса Ориона, видна как пятно света даже в обычный бинокль.
Считающаяся молодой около 1 миллиона лет, эта звезда, названная Theta 1 Ori C, ранее была известна как двойная звездная пара, состоящая из двух звезд, названных C1 и C2. Однако расстояние между ними настолько мало — примерно среднее расстояние между Землей и Ураном, — что астрономы так и не смогли разрешить знаменитую пару на фотографии, полученной прямым телескопом.
Как только MagAO и его видимая научная камера под названием VisAO были направлены на Theta Ori 1 C, результаты были немедленно получены.
«Я фотографировал Theta 1 Ori C более 20 лет и никогда не мог напрямую увидеть, что это на самом деле две звезды», — сказал Клоуз. "Но как только мы включили систему MagAO, она красиво разделилась на две звезды."
В другом результате MagAO пролила свет на еще одну загадку: как планеты формируются из дисков пыли и газа, на которые воздействует сильный ионизирующий свет, называемый звездным ветром, исходящий от такой массивной звезды, как Theta 1 Ori C, масса которой примерно в 44 раза больше массы. солнца?
Команда использовала MagAO и VisAO для поиска красного света от ионизированного водородного газа, чтобы проследить, как сильное УФ-излучение и звездный ветер от Theta 1 Ori C влияют на диски вокруг соседних звезд.
«Рядом с Theta 1 Ori C есть две очень молодые звезды, окруженные дисками из газа и пыли», — сказал Я-Линь Ву, аспирант и ведущий автор одной из публикаций. "Theta 1 Ori C бьет по этим дискам звездным ветром и ультрафиолетовым светом. Похоже, их сгибает назад сильный ветер."
Фотография MagAO показала, что две звезды и их протопланетные диски сильно искажены, приобретая форму слезы, поскольку сильный ультрафиолетовый свет и ветер создают ударные фронты и уносят газ по ветру от пары.
Распределение газа и пыли в молодых планетных системах — еще одна нерешенная проблема в формировании планет. Команда использовала модуль одновременной / спектрально-дифференциальной визуализации VisAO, или SDI, чтобы оценить массу другого интересного объекта в туманности Ориона: одной из немногих звезд в Орионе, обладающей редким «силуэтным диском».«Камера SDI позволила удалить свет от звезды на очень высоком уровне, впервые предложив четкий обзор внутренних областей силуэта.
«Диск находится перед яркой туманностью Ориона, поэтому мы видим темную тень, отбрасываемую пылью в диске, поглощающей фоновый свет туманности», — сказала Кейт Фоллетт, аспирантка и ведущий автор одной из трех опубликованных статей. в астрофизическом журнале. "Представьте себе мотылька, летящего по яркому экрану фильма: его тело будет непрозрачным, а крылья будут частично прозрачными.
Наш SDI-инструмент позволяет нам вглядываться в силуэт и отслеживать, сколько пыли находится в каждом месте на диске, в зависимости от того, насколько он прозрачен или непрозрачен."
«Мы были удивлены, обнаружив, что количество ослабленного света от туманности никогда не достигало точки непрозрачности», — сказала она. "Кажется, что на внешних частях этого диска меньше пыли, чем мы ожидали."
«Важно понимать, как пыль располагается в этих объектах, потому что пыль и газ — это то, что природа использует для создания планет», — объяснил Клоуз. «Наши новые возможности визуализации показали, что во внешней части диска очень мало пыли и газа."
Согласно Клоузу, силуэтный диск мог быть в какой-то момент близок к массивной звезде Theta 1 Ori C, которая могла унести ее внешние пыль и газ.
«Это кое-что говорит нам о дисках, формирующих планеты в этих плотных звездных яслях», — сказал Клоуз. "Похоже, что существует предел для образования массивных планет, очень далеко от их родительских звезд. Одним из возможных объяснений может быть наличие массивной звезды, такой как Theta 1 Ori C, срывающей внешний газ и пыль."
