I 2007 afsluttede European Southern Observatory (ESO) arbejdet med Very Large Telescope (VLT) ved Paranal Observatory i det nordlige Chile. Dette jordbaserede teleskop er verdens mest avancerede optiske instrument, der består af fire enhedsteleskoper med hovedspejle (måling 8,2 meter i diameter) og fire bevægelige 1,8 meter diameter teleskoper.
For nylig blev VLT opgraderet med et nyt instrument kendt som Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), en panoramisk spektrograf med integralt felt, der fungerer på synlige bølgelængder. Takket være den nye adaptive optiktilstand, som dette giver mulighed for (kendt som lasertomografi), var VLT for nylig i stand til at erhverve nogle billeder af Neptun, stjerne klynger og andre astronomiske objekter med upåklagelig klarhed.
I astronomi henviser adaptiv optik til en teknik, hvor instrumenter er i stand til at kompensere for den sløringseffekt, der forårsages af Jordens atmosfære, hvilket er et alvorligt problem, når det kommer til jordbaserede teleskoper. Grundlæggende, når lys passerer gennem vores atmosfære, bliver det forvrænget og får fjerne objekter til at blive sløret (det er derfor, stjerner ser ud til at glimte, når de ses med det blotte øje).
En løsning på dette problem er at distribuere teleskoper i rummet, hvor atmosfærisk forstyrrelse ikke er et problem. En anden er at stole på avanceret teknologi, som kunstigt kan korrigere for forvrængningerne, hvilket resulterer i meget klarere billeder. En sådan teknologi er MUSE-instrumentet, der fungerer med en adaptiv optik-enhed kaldet GALACSI - et delsystem fra Adaptive Optics Facility (AOF).
Instrumentet giver mulighed for to adaptive optiktilstande - bredfelttilstand og smal felttilstand. Mens den førstnævnte korrigerer for virkningerne af atmosfærisk turbulens op til en km over teleskopet over et forholdsvis bredt synsfelt, bruger den smalle felttilstand lasertomografi til at korrigere for næsten al den atmosfæriske turbulens over teleskopet for at skabe meget skarpere billeder, men over en mindre region af himlen.
Dette består af fire lasere, der er fastgjort til det fjerde Unit Telescope (UT4), der stråler intens orange lys ind i himlen, der simulerer natriumatomer højt i atmosfæren og skaber kunstige "Laser Guide Stars". Lys fra disse kunstige stjerner bruges derefter til at bestemme turbulensen i atmosfæren og beregne korrektioner, der derefter sendes til det deformerbare sekundære spejl på UT4 for at korrigere for det forvrængede lys.
Ved hjælp af denne smalle felttilstand var VLT i stand til at fange bemærkelsesværdigt skarpe testbilleder af planeten Neptune, fjerne stjerneklynger (såsom den kugleformede stjerneklynge NGC 6388) og andre objekter. Dermed demonstrerede VLT, at dens UT4-spejl er i stand til at nå den teoretiske grænse for billedskarphed og ikke længere er begrænset af virkningerne af atmosfærisk forvrængning.
Dette betyder i det væsentlige, at det nu er muligt for VLT at fange billeder fra jorden, der er skarpere end dem, der er taget af Hubble-rumteleskop. Resultaterne fra UT4 vil også hjælpe ingeniører til at foretage lignende tilpasninger til ESOs Extremely Large Telescope (ELT), som også vil stole på lasertomografi til at udføre sine undersøgelser og nå sine videnskabelige mål.
Disse mål inkluderer studiet af supermassive sorte huller (SMBH'er) i centrum af fjerne galakser, jetfly fra unge stjerner, kugleformede klynger, supernovaer, planeterne og månerne i solsystemet og ekstrasolplaneter. Kort sagt vil brugen af adaptiv optik - som testet og bekræftet af VLT's MUSE - give astronomer mulighed for at bruge jordbaserede teleskoper til at studere egenskaberne ved astronomiske objekter i meget større detaljer end nogensinde før.
Derudover vil andre adaptive optiksystemer drage fordel af arbejde med Adaptive Optics Facility (AOF) i de kommende år. Disse inkluderer ESO's GRAAL, et jordlags adaptivt optikmodul, der allerede bruges af Hawk-I infrarød bredbilledimager. Om få år tilføjes det kraftfulde Enhanced Resolution Imager and Spectrograph (ERIS) instrument også til VLT.
Mellem disse opgraderinger og installationen af næste generations rumteleskoper i de kommende år (som f.eks James Webb-rumteleskop, som vil blive udsendt i 2021), forventer astronomer at bringe meget mere af universet "i fokus". Og hvad de ser, er sikker på at hjælpe med at løse nogle langvarige mysterier, og vil sandsynligvis skabe en hel masse mere!
Og sørg for at nyde disse videoer af de billeder, der er opnået af VLT fra Neptune og NGC 6388, med tilladelse fra ESO:
