Pressmeddelande

Första knivskarpa ljus för VLT:s nya anläggning för adaptiv optik

Enorm förbättring i bildskärpa för MUSE

2 augusti 2017

Enhetsteleskop 4 vid ESO:s Very Large Telescope (VLT) har nu omvandlats till ett teleskop med fullständigt adaptiv optik. Efter mer än tio år av planering, byggande och testande, har nu Adaptive Optics Facility (AOF) sett första ljus med instrumentet MUSE i form av otroligt skarpa nya bilder av planetariska nebulosor och galaxer. Tillsammans bildar nu AOF och MUSE ett av världens mest avancerade och kraftfulla tekniska system för astronomi.

Adaptive Optics Facility (AOF) är ett långsiktigt projekt vid ESO:s Very Large Telescope (VLT) för att förse enhetsteleskop 4 (UT4 eller Yepun) med ett system för adaptiv optik, och MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) är först ut [1] bland teleskopets instrument. Adaptiv optik arbetar emot den oskärpa som jordens atmosfär ger upphov till. Nu kan MUSE fånga mycket skarpare bilder, vilket leder till mer än dubbelt så mycket kontrast än vad som tidigare varit möjligt. Det gör det också möjligt för MUSE att observera mer ljussvaga objekt än någonsin tidigare.

Efter att de utsatt det nya systemet för en mängd tester har astronomerna och ingenjörerna bakom det nu belönats med en serie av spektakulära bilder. Astronomerna observerade de planetariska nebulosorna IC 4406 i stjärnbilden Vargen och NGC 6369 i Ormbäraren. Observationerna från MUSE med hjälp av AOF visade dramatiska förbättringar i bildskärpa och avslöjar ringstrukturer i IC 4406 som inte setts förut.

AOF, som nu gjort dessa observationer möjliga, består av många delar som arbetar tillsammans. Dessa inkluderar Four Laser Guide Star Facility (4LGSF) och teleskopet UT4:s väldigt tunna deformerbara sekundära spegel [2] [3]. De fyra 22-watts laserstrålar som utgör 4LGSF får natriumatomer i den övre atmosfären att glöda skapar små ljusfläckar på himlen. Sensorerna i modulen GALACSI (Ground Atmospheric Layer Adaptive Corrector for Spectroscopic Imaging) för adaptiv optik använder dessa konstgjorda stjärnor för att uppskatta förhållandena i atmosfären.

Tusen gånger per sekund beräknar AOF-systemet korrektionen som den måste använda för att teleskopets deformerbara spegel ska kunna kompensera för de atmosfäriska störningarna. GALACSI korrigerar framförallt för turbulensen i atmosfären en kilometer ovanför teleskopet. Beroende på förhållandena kan den atmosfäriska turbulensen också variera med höjd över marken, men studier har visat att merparten av de atmosfäriska störningarna sker i atmosfärens “grundskikt” [4].

– AOF-systemet är jämförbart med att lyfta VLT cirka 500 meter upp i luften, ovanför det turbulenta atmosfärskiktet. Förr behövde vi söka efter en bättre plats för teleskopet eller använda ett rymdteleskop för att få skarpare bilder. Nu med AOF kan vi för en bråkdel av kostnaden skapa mycket bättre förhållanden på plats , förklarar Robin Arsenault som leder AOF-projektet.

De korrigeringar som AOF snabbt och kontinuerligt tillämpar förbättrar bildkvaliteten genom att koncentrera ljuset till skarpare bilder. Det gör det möjligt för MUSE att i sin tur fånga skarpare detaljer och upptäcka svagare stjärnor än vad som tidigare varit möjligt. GALACSI ger för närvarande en korrigering över en brett synfält, men det är bara första steget till att anpassa MUSE med adaptiv optik. Nu förbereds GALACSI för att även kunna användas med ett smala bildfält, med första ljus tidigt under 2018. När detta är på plats kan instrumentet korrigera för turbulensen vid vilken höjd som helst, vilket gör att observationer av mindre synfält kan göras med ännu högre upplösning.

– För sexton år sedan när vi föreslog att vi skulle bygga det revolutionerande instrumentet MUSE var vår vision att koppla samman det med ett annat mycket avancerat system, AOF. MUSE:s upptäcktspotential, som redan nu är stor, förbättras nu ytterligare. Vår dröm blir sann, säger Roland Bacon, projektledare för MUSE.

Ett av systemets många vetenskapliga mål är att observera svaga objekt i det avlägsna universum med bästa möjliga bildkvalitet, vilket kommer att kräva exponeringar på många timmar. Joël Vernet är ESO:s instrumentspecialist för MUSE hos ESO.

– Vi är framförallt intresserade i att observera de minsta, mest ljussvaga och mest avlägsna galaxerna. Dessa galaxer, som är ännu i sin linda och inte färdigbyggda, är en nyckel till att förstå hur galaxer bildas, säger han.

MUSE är dessutom inte det enda instrument som kommer att dra nytta av AOF. Snart kommer ett annat system för adaptivoptik, GRAAL, att kopplas till det existerade instrumentet HAWK-I och ge ny skärpa till dess sätt att se universum. Det kommer följas senare av det kraftfulla instrumentet ERIS.

– ESO driver utvecklingen av dessa system för adaptivoptik och AOF är bara en sökare för ESO:s Extremely Large Telescope. Arbetet med AOF har utrustat oss – forskare, ingenjörer och industri tillika – med ovärderlig erfarenhet och expertis som vi nu kommer att använda för att övervinna utmaningarna med att bygga ELT, avslutar Arsenault.

 

Noter

[1] MUSE är en tredimensionell spektrograf, ett kraftfullt instrument som producerar en datakub för ett observationsmål, där varje pixel i bilden motsvarar ett spektrum av ljuset från objektet. Detta innebär att instrumentet skapar tusentals bilder samtidigt för objektet i olika våglängder av ljus – och stora mängder med information.

[2] IC 4406 har även tidigare observerats med VLT (eso9827a).

[3] Med en diameter på drygt en meter krävdes den senaste tekniken för att kunna bygga detta, den största spegeln för adaptivoptik som hittills byggts. Den monterades på UT4 under 2016 (ann16078) för att ersätta teleskopets ursprungliga vanliga sekundärspegel.

[4] Andra verktyg för att optimera driften av AOF har utvecklats och är nu i drift. Till exempel övervakaren utökad version av mjukvaran Astronomical Site Monitor atmosfären för att bestämma på vilken höjd som atmosfären är turbulent. Laser Traffic Control System (LTCS) förhindrar dessutom att teleskopen tittar in i laserstrålarna eller på de artificiella guidestjärnorna själva, något som annars skulle kunna påverka observationerna.

 

Mer information

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

· Bilder på VLT

Kontakter

Harald Kuntschner
ESO, AOF Project Scientist
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6465
E-post: hkuntsch@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Joël Vernet
ESO MUSE and GALACSI Project Scientist
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6579
E-post: jvernet@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1724 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.