Billedkredit: USNO
Astronomer fra flere amerikanske observatorier annoncerede, at de med succes har fusioneret lyset fra seks uafhængige teleskoper for at danne et enkelt, højopløsningsbillede af et fjernt multistjernesystem. For at skabe et billede med dette detaljeringsniveau skal et enkelt teleskop være 50 meter på tværs - større end noget, der i øjeblikket findes. Denne teknik, kaldet interferometri, er blevet udført med par teleskoper før, men aldrig med så mange som seks.
Astronomer fra US Naval Observatory (USNO), Naval Research Laboratory (NRL) og Lowell Observatory annoncerede i dag, at de med succes har kombineret lyset fra seks uafhængige teleskoper til at danne et enkelt, høj opløsningsbillede af et fjernt flere stjernet system . Dette er første gang, at dette nogensinde er opnået i det optiske område af det elektromagnetiske spektrum. Navy Prototype Optical Interferometer (NPOI) på Lowell Observatory's Anderson Mesa-sted nær Flagstaff, Arizona, observerede tredobbeltstjernesystemet Eta Virginis, der ligger omkring 130 lysår væk fra Jorden.
"Denne udvikling gør det muligt at 'syntetisere' teleskoper med åbninger på over hundreder af meter," siger Dr. Kenneth Johnston, videnskabelig direktør for Naval Observatory. ”Det vil føre til direkte billeddannelse af overfladerne til stjerner og stjerneplader, analogt med solflekker på solen. Denne teknologi kan også anvendes til rumsystemer til fjernfølelse af Jorden og andre objekter i solsystemet såvel som stjerner og galakser. ”
Optiske interferometre kombinerer lyset fra flere uafhængige teleskoper for at danne et "syntetisk" teleskop, hvis evne til at fremstille et billede i høj opløsning er proportional med den maksimale adskillelse af teleskopene. De er svaret på de uoverkommelige omkostninger og enorme tekniske vanskeligheder ved at bygge ekstremt store, monolitiske telespekter med et enkelt spejl. Da hastigheden, hvormed en gigantisk teleskopåbning syntetiseres med en interferometer-array, er lig med antallet af kombinationer mellem ethvert to teleskoper i matrixen, har kombinationen af de seks NPOI-teleskoper mere end firedoblet NPOI's evne til at indsamle data over sine konkurrenter.
USNO og NRL, i samarbejde med Lowell Observatory og med finansiering fra Office of Naval Research og Oceanograf of the Navy, gik sammen i 1991 for at bygge instrumentet. Stellar observationer er blevet foretaget med en tre-station array siden dens "første lys" i 1996.
På grund af den tekniske vanskelighed, der er forbundet med at linke endda et lille antal separate teleskoper, er de høje opløsningsmuligheder af optiske interferometre kun blevet anvendt til dato på relativt enkle stjernekilder. Grundlæggende spørgsmål, såsom en stjerners tilsyneladende diameter eller eksistensen og bevægelser af nærliggende stjernekammerater, besvares let for sådanne kilder. For at øge den rumlige opløsning og følsomhed over for stjernestruktur skal interferometre imidlertid forbinde flere teleskoper sammen for at give en jævn prøveudtagning af den syntetiserede åbning. Tre kombinerede teleskoper giver tre målinger i den syntetiserede åbning, men seks teleskoper giver 15 kombinationer.
For at flette de seks bjælker har NPOI-teamet designet en ny type hybridstrålekombiner. Derudover er der udviklet ny hardware og kontrolsystemer til unikt at kode for enhver mulig teleskopkombination i de registrerede data, så de nødvendige oplysninger til justering og superposition af stjernelysbølgefronterne og billedrekonstruktion kan dekodes korrekt.
Feltet interferometri er et hurtigt udviklende felt med giganter som de tvillinge 10-meter-teleskoper af Keck, der har opnået "første frynser" sidste år, og Det Europæiske Sydobservatoriums VLTI planlægger at kombinere lyset fra fire 8-meters teleskoper. Mere beskedne, men alsidige billedinterferometre som CHARA, COAST og IOTA har også fungeret i et par år, men NPOI er den første til at kombinere lys fra et komplet udvalg af seks teleskoper.
I den nærmeste fremtid vil NPOI idriftsætte alle de resterende stationer, hvorpå et hvilket som helst af de seks teleskoper kan monteres til en maksimal arraystørrelse på 430 meter, den største baseline af alle aktuelle billedbehandlingsinterferometerprojekter.
Stellar astrofysik bliver revolutioneret af evnen til direkte at forestille andre stjerner end Solen. I sidste ende, når de anvendes i rummet med den erfaring, der er indsamlet fra jordbaserede eksperimenter, kan optisk interferometri muligvis udvikle evnen til at forestille Jupiter-store planeter, der kredser om fjerne stjerner.
”Husk de tidlige dage med radiointerferometri, og se på de verdensomspændende arrays, som vi rutinemæssigt bruger i dag,” siger Dr. Johnston. ”Vi er gået fra enkle to-element arrays til kontinentstørrelser med 10 eller flere antenner, der producerer ekstremt fine skalaer af fjerne kvasarer. Vi står på randen for at opnå lignende resultater for synlige lyskilder. ”
Original kilde: US Naval Observatory nyhedsmeddelelse
