2007 schloss das European Southern Observatory (ESO) die Arbeiten am Very Large Telescope (VLT) am Paranal Observatory im Norden Chiles ab. Dieses bodengestützte Teleskop ist das weltweit fortschrittlichste optische Instrument. Es besteht aus vier Einheitenteleskopen mit Hauptspiegeln (8,2 m Durchmesser) und vier beweglichen Hilfsteleskopen mit 1,8 m Durchmesser.
Kürzlich wurde das VLT mit einem neuen Instrument aufgerüstet, das als Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) bekannt ist, einem Panorama-Integralfeldspektrographen, der bei sichtbaren Wellenlängen arbeitet. Dank des neuen adaptiven Optikmodus, der dies ermöglicht (bekannt als Lasertomographie), konnte das VLT kürzlich einige Bilder von Neptun, Sternhaufen und anderen astronomischen Objekten mit einwandfreier Klarheit aufnehmen.
In der Astronomie bezieht sich adaptive Optik auf eine Technik, bei der Instrumente den durch die Erdatmosphäre verursachten Unschärfeeffekt kompensieren können, was bei bodengestützten Teleskopen ein ernstes Problem darstellt. Wenn Licht durch unsere Atmosphäre fällt, wird es im Grunde genommen verzerrt und entfernte Objekte verschwimmen (weshalb Sterne mit bloßem Auge zu funkeln scheinen).
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, Teleskope im Weltraum einzusetzen, wo atmosphärische Störungen keine Rolle spielen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, sich auf fortschrittliche Technologien zu verlassen, mit denen die Verzerrungen künstlich korrigiert werden können, was zu viel klareren Bildern führt. Eine solche Technologie ist das MUSE-Instrument, das mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI arbeitet - einem Subsystem der Adaptive Optics Facility (AOF).
Das Instrument ermöglicht zwei adaptive Optikmodi - den Weitfeldmodus und den Schmalfeldmodus. Während erstere die Auswirkungen atmosphärischer Turbulenzen bis zu einem Kilometer über dem Teleskop über ein vergleichsweise weites Sichtfeld korrigiert, korrigiert der Narrow Field-Modus mithilfe der Lasertomographie fast alle atmosphärischen Turbulenzen über dem Teleskop, um viel schärfere Bilder zu erstellen. aber über eine kleinere Region des Himmels.
Diese besteht aus vier Lasern, die am vierten Einheitenteleskop (UT4) befestigt sind und intensives orangefarbenes Licht in den Himmel strahlen, Natriumatome hoch in der Atmosphäre simulieren und künstliche „Laser-Leitsterne“ erzeugen. Das Licht dieser künstlichen Sterne wird dann verwendet, um die Turbulenzen in der Atmosphäre zu bestimmen und Korrekturen zu berechnen, die dann an den deformierbaren Sekundärspiegel des UT4 gesendet werden, um das verzerrte Licht zu korrigieren.
Mit diesem Schmalfeldmodus konnte das VLT bemerkenswert scharfe Testbilder des Planeten Neptun, entfernter Sternhaufen (wie des Kugelsternhaufens NGC 6388) und anderer Objekte aufnehmen. Auf diese Weise hat das VLT gezeigt, dass sein UT4-Spiegel die theoretische Grenze der Bildschärfe erreichen kann und nicht mehr durch die Auswirkungen atmosphärischer Verzerrungen begrenzt ist.
Dies bedeutet im Wesentlichen, dass es dem VLT jetzt möglich ist, Bilder vom Boden aufzunehmen, die schärfer sind als die vom Hubble-Weltraumteleskop. Die Ergebnisse von UT4 werden den Ingenieuren auch dabei helfen, ähnliche Anpassungen am Extrem Large Telescope (ELT) der ESO vorzunehmen, das sich auch auf die Lasertomographie stützt, um seine Untersuchungen durchzuführen und seine wissenschaftlichen Ziele zu erreichen.
Zu diesen Zielen gehört die Untersuchung von supermassiven Schwarzen Löchern (SMBHs) in den Zentren entfernter Galaxien, Jets junger Sterne, Kugelhaufen, Supernovae, Planeten und Monde des Sonnensystems sowie außersolare Planeten. Kurz gesagt, die Verwendung adaptiver Optiken - wie vom MUSE des VLT getestet und bestätigt - ermöglicht es Astronomen, bodengestützte Teleskope zu verwenden, um die Eigenschaften astronomischer Objekte detaillierter als je zuvor zu untersuchen.
Darüber hinaus werden andere adaptive Optiksysteme in den kommenden Jahren von der Zusammenarbeit mit der Adaptive Optics Facility (AOF) profitieren. Dazu gehört das GRAAL der ESO, ein adaptives Optikmodul für die Bodenschicht, das bereits vom Hawk-I-Infrarot-Weitfeld-Imager verwendet wird. In einigen Jahren wird das leistungsstarke ERIS-Instrument (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph) ebenfalls zum VLT hinzugefügt.
Zwischen diesen Upgrades und dem Einsatz von Weltraumteleskopen der nächsten Generation in den kommenden Jahren (wie dem James Webb WeltraumteleskopAstronomen erwarten, dass viel mehr vom Universum „in den Fokus“ gerückt wird. Und was sie sehen, wird sicherlich dazu beitragen, einige langjährige Rätsel zu lösen, und wird wahrscheinlich noch viel mehr schaffen!
Und genießen Sie unbedingt diese Videos der Bilder, die vom VLT von Neptune und NGC 6388 mit freundlicher Genehmigung der ESO aufgenommen wurden:
