Πιστωτική εικόνα: USNO
Αστρονόμοι από διάφορα αμερικανικά παρατηρητήρια ανακοίνωσαν ότι έχουν συγχωνεύσει με επιτυχία το φως από έξι ανεξάρτητα τηλεσκόπια για να σχηματίσουν μια ενιαία εικόνα υψηλής ανάλυσης ενός απομακρυσμένου συστήματος πολλαπλών αστέρων. Για να δημιουργήσετε μια εικόνα με αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας, ένα μόνο τηλεσκόπιο θα πρέπει να έχει μήκος 50 μέτρα - μεγαλύτερο από οτιδήποτε υπάρχει σήμερα. Αυτή η τεχνική, που ονομάζεται ενδομετρία, έχει γίνει με ζεύγη τηλεσκοπίων στο παρελθόν, αλλά ποτέ με έως και έξι.
Οι αστρονόμοι από το αμερικανικό ναυτικό παρατηρητήριο (USNO), το ναυτικό ερευνητικό εργαστήριο (NRL) και το παρατηρητήριο Lowell ανακοίνωσαν σήμερα ότι έχουν συνδυάσει επιτυχώς το φως από έξι ανεξάρτητα τηλεσκόπια για να σχηματίσουν μια ενιαία εικόνα υψηλής ανάλυσης ενός απομακρυσμένου συστήματος πολλαπλών αστέρων . Αυτή είναι η πρώτη φορά που αυτό έχει επιτευχθεί ποτέ στην οπτική περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Το Ναυτικό Πρωτότυπο Οπτικό Ιντερφερόμετρο (NPOI) στο Lowerson Observatory στο Anderson Mesa, κοντά στο Flagstaff της Αριζόνα, παρατήρησε το σύστημα τριπλού αστεριού Eta Virginis, που βρίσκεται περίπου 130 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
«Αυτή η εξέλιξη καθιστά δυνατή τη« σύνθεση »τηλεσκοπίων με ανοίγματα άνω των εκατοντάδων μέτρων», λέει ο Δρ Kenneth Johnston, Επιστημονικός Διευθυντής του Ναυτικού Παρατηρητηρίου. «Θα οδηγήσει στην άμεση απεικόνιση των επιφανειών των αστεριών και των αστεριών, ανάλογα με τις ηλιακές κηλίδες στον Ήλιο. Αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε διαστημικά συστήματα για τηλεπισκόπηση της Γης και άλλων αντικειμένων στο ηλιακό σύστημα, καθώς και σε αστέρια και γαλαξίες. "
Τα οπτικά ιντερφερόμετρα συνδυάζουν το φως από πολλά ανεξάρτητα τηλεσκόπια για να σχηματίσουν ένα «συνθετικό» τηλεσκόπιο του οποίου η ικανότητα να δημιουργεί μια εικόνα υψηλής ανάλυσης είναι ανάλογη με τον μέγιστο διαχωρισμό των τηλεσκοπίων. Είναι η απάντηση στο απαγορευτικό κόστος και τις τεράστιες τεχνικές δυσκολίες στην κατασκευή εξαιρετικά μεγάλων, μονολιθικών τηλεσκοπίων με έναν καθρέφτη. Δεδομένου ότι ο ρυθμός με τον οποίο συντίθεται ένα γιγαντιαίο διάφραγμα τηλεσκοπίου με συστοιχία ιντερφερόμετρων ισούται με τον αριθμό των συνδυασμών μεταξύ οποιωνδήποτε δύο τηλεσκοπίων της συστοιχίας, ο συνδυασμός των έξι τηλεσκοπίων NPOI έχει κάτι παραπάνω από τετραπλασιασμένο την ικανότητα της NPOI να συλλέγει δεδομένα έναντι των ανταγωνιστών της.
Οι USNO και NRL, σε συνεργασία με το Παρατηρητήριο Lowell και με χρηματοδότηση από το Γραφείο Ναυτικής Έρευνας και τον Ωκεανογράφο του Ναυτικού, ενώθηκαν δυνάμεις το 1991 για την κατασκευή του οργάνου. Οι αστρικές παρατηρήσεις έχουν διεξαχθεί με μια σειρά τριών σταθμών από το «πρώτο φως» το 1996.
Ωστόσο, λόγω της τεχνικής δυσκολίας που συνδέεται με τη σύνδεση ακόμη και ενός μικρού αριθμού ξεχωριστών τηλεσκοπίων, οι δυνατότητες υψηλής ανάλυσης των οπτικών ιντερφερόμετρων έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο σε σχετικά απλές αστρικές πηγές. Βασικές ερωτήσεις, όπως η προφανής διάμετρος ενός αστεριού ή η ύπαρξη και οι κινήσεις των κοντινών αστρικών συντρόφων, απαντώνται εύκολα για τέτοιες πηγές. Ωστόσο, για να αυξηθεί η χωρική ανάλυση και η ευαισθησία στην αστρική δομή, τα ιντερφερόμετρα πρέπει να συνδέσουν περισσότερα τηλεσκόπια μαζί για να παρέχουν μια ομοιόμορφη δειγματοληψία του συντεθειμένου ανοίγματος. Τρία συνδυασμένα τηλεσκόπια παρέχουν τρία μετρήσεις στο συνθετικό άνοιγμα, αλλά έξι τηλεσκόπια παρέχουν 15 συνδυασμούς.
Για τη συγχώνευση των έξι δοκών, η ομάδα NPOI σχεδίασε έναν νέο τύπο συνδυασμού υβριδικών δοκών. Επιπλέον, νέο υλικό και συστήματα ελέγχου έχουν αναπτυχθεί για να κωδικοποιούν μοναδικά κάθε πιθανό συνδυασμό τηλεσκοπίου στα καταγεγραμμένα δεδομένα, έτσι ώστε οι πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την ευθυγράμμιση και την υπέρθεση των εμπρόσθιων κυμάτων του αστεριού και την ανασυγκρότηση της εικόνας μπορεί να αποκωδικοποιηθεί σωστά.
Το πεδίο της ενδομετρίας είναι ένα ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο, με γίγαντες όπως τα δίδυμα τηλεσκόπια Keck των 10 μέτρων που πέτυχαν πέρυσι τα «πρώτα περιθώρια» και το VLTI του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου σχεδιάζει να συνδυάσει το φως από τέσσερα τηλεσκόπια 8 μέτρων. Πιο μέτρια αλλά ευπροσάρμοστα ιντερφερόμετρα απεικόνισης όπως τα CHARA, COAST και IOTA λειτουργούν επίσης εδώ και μερικά χρόνια, αλλά το NPOI είναι το πρώτο που συνδυάζει φως από μια πλήρη σειρά έξι τηλεσκοπίων.
Στο εγγύς μέλλον, η NPOI θα θέσει σε λειτουργία όλους τους εναπομείναντες σταθμούς στους οποίους μπορεί να τοποθετηθεί οποιοδήποτε από τα έξι τηλεσκόπια για μέγιστο μέγεθος συστοιχίας 430 μέτρων, η μεγαλύτερη γραμμή βάσης όλων των τρεχόντων έργων μεσομετρητή απεικόνισης.
Η αστρική αστροφυσική θα φέρει επανάσταση από την ικανότητα να απεικονίζει άμεσα αστέρια εκτός του Ήλιου. Τελικά, όταν χρησιμοποιείται στο χώρο με την εμπειρία που συλλέγεται από επίγεια πειράματα, η οπτική ιντερφερόμετρη μπορεί να αναπτύξει την ικανότητα να απεικονίζει πλανήτες μεγέθους Δία σε τροχιά μακρινών αστεριών.
«Θυμηθείτε τις πρώτες μέρες της ραδιοφωνικής συμβολομετρίας και δείτε τις παγκόσμιες συστοιχίες που χρησιμοποιούμε συνήθως σήμερα», λέει ο Δρ Johnston. «Έχουμε περάσει από απλές συστοιχίες δύο στοιχείων σε ηπείρους μεγέθους με 10 ή περισσότερες κεραίες που παράγουν εξαιρετικά λεπτές εικόνες απόμακρων κβάζαρ. Βρισκόμαστε στο χείλος της επίτευξης παρόμοιων αποτελεσμάτων για πηγές ορατού φωτός. "
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων του Naval Observatory των ΗΠΑ
