Während es für uns Menschen (und all das andere Leben auf unserem Planeten) praktisch ist, ist die Atmosphäre unter Astronomen fast überall verflucht. In den letzten 20 Jahren hat die Entwicklung der adaptiven Optik - im Wesentlichen Teleskope, die die Form ihrer Spiegel ändern, um ihre Abbildungsfähigkeit zu verbessern - das, was wir im Weltraum von der Erde aus sehen können, dramatisch verbessert.
Mit einer neuen Technik mit Lasern (Ja! Laser!) Könnten die mit einem adaptiven Optikteleskop fähigen Bilder über ein weites Sichtfeld fast so scharf sein wie die des Hubble-Weltraumteleskops. Ein Team von Astronomen der Universität von Arizona unter der Leitung von Michael Hart hat eine Technik entwickelt, mit der die Oberfläche des Teleskops sehr genau kalibriert werden kann. Dies führt zu sehr, sehr klaren Bildern von Objekten, die normalerweise sehr verschwommen sind.
Laseradaptive Optiken in Teleskopen sind eine relativ neue Entwicklung, um eine bessere Bildqualität von bodengestützten Teleskopen zu erzielen. Es ist zwar schön, weltraumgestützte Teleskope wie das Hubble und das bevorstehende James Webb-Weltraumteleskop verwenden zu können, ihre Einführung und Wartung sind jedoch mit Sicherheit teuer. Hinzu kommt, dass viele Astronomen auf diesen Teleskopen nur sehr wenig Zeit miteinander verbringen. Teleskope wie das Very Large Telescope in Chile und das Keck Telescope in Hawaii verwenden bereits eine laseradaptive Optik, um die Bildgebung zu verbessern.
Anfänglich konzentrierte sich die adaptive Optik auf einen helleren Stern in der Nähe des Himmelsbereichs, den das Teleskop beobachtete, und Aktuatoren im hinteren Teil des Spiegels wurden von einem Computer sehr schnell bewegt, um atmosphärische Verzerrungen auszugleichen. Dieses System ist jedoch auf Bereiche des Himmels beschränkt, die ein solches Objekt enthalten.
Laseradaptive Optiken sind flexibler in ihrer Verwendbarkeit - die Technik besteht darin, einen einzelnen Laser zu verwenden, um Moleküle in der Atmosphäre zum Leuchten anzuregen, und diesen dann als „Leitstern“ zu verwenden, um den Spiegel zu kalibrieren, um Verzerrungen zu korrigieren, die durch Turbulenzen in der Atmosphäre verursacht werden . Ein Computer analysiert das vom künstlichen Leitstern einfallende Licht und kann bestimmen, wie sich die Atmosphäre verhält, indem er die Oberfläche des Spiegels ändert, um dies zu kompensieren.
Bei Verwendung eines einzelnen Lasers kann die adaptive Optik Turbulenzen nur in einem sehr begrenzten Sichtfeld kompensieren. Die neue Technik, die am 6,5-m-MMT-Teleskop in Arizona entwickelt wurde, verwendet nicht nur einen Laser, sondern fünf grüne Laser zur Erzeugung von fünf separaten Leitsternen über ein breiteres Sichtfeld, 2 Bogenminuten. Die Winkelauflösung ist geringer als die der einzelnen Lasersorte - zum Vergleich: Keck oder VLT können Bilder mit einer Auflösung von 30 bis 60 Millibogensekunden erzeugen, aber über ein breiteres Sichtfeld besser sehen zu können, hat viele Vorteile.
Mit dieser Technik ist es möglich, die Spektren älterer Galaxien aufzunehmen, die sehr schwach sind. Durch die Aufnahme ihrer Spektren können Wissenschaftler die Zusammensetzung und Struktur von Objekten im Raum besser verstehen. Mit der neuen Technik sollten die Spektren von Galaxien, die 10 Milliarden Jahre alt sind und daher eine sehr hohe Rotverschiebung aufweisen, vom Boden aus möglich sein.
Supermassive Sternhaufen lassen sich mit dieser Technik auch leichter untersuchen, da Bilder, die in verschiedenen Nächten mit einem einzigen Blick auf das Teleskop aufgenommen wurden, es den Astronomen ermöglichen würden, zu verstehen, welche Sterne Teil des Sternhaufens sind und welche nicht gravitativ gebunden sind.
Die Ergebnisse der Bemühungen des Teams wurden in der veröffentlicht Astrophysikalisches Journal im Jahr 2009, und das Originalpapier ist hier auf Arxiv verfügbar.
Quelle: Eurekalert, Arxiv-Papier
