ULTRACAM instrument monteret på Very Large Telescope. Billedkredit: ESO. Klik for at forstørre.
Britiske forskere har åbnet et nyt vindue på universet med den nylige idriftsættelse af besøgendeinstrumentet ULTRACAM på Det Europæiske Sydlige Observatorium (ESO) Very Large Telescope (VLT) i Chile.
ULTRACAM er et ultrahurtigt kamera, der er i stand til at fange nogle af de hurtigste astronomiske begivenheder. Det kan tage op til 500 billeder pr. Sekund i tre forskellige farver på samme tid. Det er designet og bygget af forskere fra universiteterne i Sheffield og Warwick (Det Forenede Kongerige) i samarbejde med det britiske astronomiteknologicenter i Edinburgh.
ULTRACAM anvender den nyeste inden for ladet koblet enhed (CCD) detektorteknologi for at tage, lagre og analysere data med de krævede følsomheder og hastigheder. CCD-detektorer findes i digitale kameraer og videokameraer, men enhederne, der bruges i ULTRACAM, er specielle, fordi de er større, hurtigere og vigtigst af alt meget mere følsomme over for lys end detektorerne, der bruges i dagens forbrugerelektronikprodukter.
I maj 2002 så instrumentet "første lys" på det 4,2 m William Herschel-teleskop (WHT) på La Palma. Siden da er instrumentet blevet tildelt i alt 75 nætter af tid på WHT for at studere ethvert objekt i universet, som formørkelse, transitter, okkulte, flimrer, fakler, pulserer, oscillerer, udbrud eller eksploderer.
Disse observationer har produceret en bonanza af nye og spændende resultater, der fører til allerede 11 videnskabelige publikationer, der er offentliggjort eller i pressen.
For at studere de meget svageste stjerner med de højeste hastigheder er det dog nødvendigt at bruge de største teleskoper. Således begyndte arbejdet for 2 år siden at forberede ULTRACAM til brug på VLT.
”Astronomer, der bruger VLT, har nu et instrument, der er specifikt designet til undersøgelse af højhastighedsfænomener”, sagde Vik Dhillon fra University of Sheffield (UK) og ULTRACAM-projektforskeren. ”Brug af ULTRACAM i forbindelse med den nuværende generation af store teleskoper gør det nu muligt at studere himmelhøjfænomener med høj hastighed som formørkelser, svingninger og okkultationer i stjerner, som er millioner af gange for svage til at se med det uundgåede øje.”
Iagttagelse af sorte huller
Instrumentet så første lys på VLT den 4. maj 2005, og blev derefter brugt i 17 på hinanden følgende nætter på teleskopet til at studere ekstrasolære planeter, binære sort-hulsystemer, pulsarer, hvide dverge, asteroseismologi, kataklysmiske variabler, brune dværge, gamma -ray bursts, aktive galaktiske kerner og Kuiper-belt-genstande.
Et af de svage objekter, der blev undersøgt med ULTRACAM på VLT, er GU Muscae. Dette objekt består af et sort hul i en 10-timers bane med en normal, sollignende stjerne. Det sorte hul er omgivet af en disk med materiale overført fra den normale stjerne. Når dette materiale falder ned på det sorte hul, frigives energi, hvilket frembringer store amplitude-fakler, der er synlige i lyskurven. Dette objekt har en størrelse på 21,4, det vil sige, at det er en million gange svagere end hvad der kan ses med det uundervisede øje. For at undersøge det detaljeret og registrere de kortest mulige impulser er det dog nødvendigt at bruge eksponeringstider så korte som 5 sekunder. Dette er muligt med den store blænde og store effektivitet af VLT.
Disse unikke observationer har afsløret en række skarpe pigge, adskilt med cirka 7 minutter. Et sådant stabilt signal skal være bundet til en relativt stabil struktur i skiven med stof, der omgiver det sorte hul. Astronomerne er nu i færd med at analysere disse resultater i store detaljer for at forstå oprindelsen af denne struktur.
En anden række observationer blev dedikeret til undersøgelsen af ekstrasolære planeter, mere specielt dem, der passerer foran deres værtsstjerne. ULTRACAM-observationer har gjort det muligt for astronomerne at opnå samtidige lyskurver, i flere farvebånd, af fire kendte transiterende exoplaneter opdaget ved OGLE-undersøgelsen, og dette med en præcision på en tiendedel procent og med en opløsning på 4 sekunder. Dette er en faktor ti bedre end tidligere målinger og vil give meget nøjagtige masser og radier for disse såkaldte "hot-Jupiters". Fordi ULTRACAM foretager observationer i tre forskellige bølgebånd, vil sådanne observationer også give astronomer mulighed for at bestemme, om exoplanets radius er forskellig ved forskellige bølgelængder. Dette kan give afgørende oplysninger om de mulige eksoplaneter 'atmosfære.
Kameraet er det første instrument, der har brugt besøgendefokus på Melipal (UT3), og det første britiske instrument, der er monteret på VLT. Besøgendefokus giver mulighed for at tilføje innovative teknologier og instrumentering til teleskopet i korte perioder, hvilket tillader undersøgelser, der ikke er tilgængelige med den nuværende pakke af instrumenter.
"Disse få nætter med ULTRACAM på VLT har demonstreret de unikke opdagelser, der kan gøres ved at kombinere en innovativ teknologi med en af de bedste astronomiske faciliteter i verden," sagde Tom Marsh fra University of Warwick og medlem af teamet. ”Vi håber, at ULTRACAM nu vil blive en regelmæssig besøgende på VLT, hvilket giver europæiske astronomer adgang til et unikt nyt værktøj til at studere universet med.”
Mere information
ULTRACAM teamet er sammensat af Vik Dhillon, Stuart Littlefair og Paul Kerry (Sheffield, UK), Tom Marsh (Warwick, UK), Andy Vick og Dave Atkinson (UKATC, Edinburgh, UK). Til installationen på VLT modtog de støtte fra Kieran O’Brien og Pascal Robert (ESO, Chile). ULTRACAM-projektsiden kan findes på http://www.shef.ac.uk/~phys/people/vdhillon/ultracam.
Original kilde: ESO News Release
