حقوق الصورة :: Keck
اتخذ مرصد Keck II الذي يبلغ طوله 10 أمتار خطوة مهمة إلى الأمام مؤخرًا عندما بدأ الملاحظات باستخدام نظام البصريات التكيفية الجديد. يستخدم النظام الليزر لإنشاء نجمة وهمية على بعد حوالي 90 كيلومترًا في السماء - يمكن للكمبيوتر بعد ذلك استخدامها لحساب كيفية إزالة تأثير الاضطرابات الجوية. تم استخدام البصريات التكيفية على التلسكوبات الأصغر ، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتم استخدامها فيها على تلسكوب كبير مثل Keck II العظيم ؛ استغرق تسع سنوات لتكييف المرصد.
حدث معلم بارز في التاريخ الفلكي مؤخرًا في دبليو إم. مرصد كيك عندما استخدم العلماء ، لأول مرة ، ليزرًا لإنشاء نجم توجيهي اصطناعي على تلسكوب كيك الثاني 10 أمتار لتصحيح تمويه النجم باستخدام البصريات التكيفية (AO). تم استخدام النجوم الموجهة بالليزر على التلسكوبات الأصغر ، ولكن هذا هو أول استخدام ناجح لها في الجيل الحالي من أكبر التلسكوبات في العالم. كانت الصورة الناتجة (الشكل 1) ، التي تم التقاطها بواسطة كاميرا الأشعة تحت الحمراء NIRC2 ، أول عرض لنظام البصريات التكيفية لنجوم دليل الليزر (LGS AO) على تلسكوب كبير. عند اكتماله ، سيحدد نظام LGS AO حقبة جديدة من علم الفلك حيث سيكون الفلكيون قادرين على رؤية أي جسم تقريبًا في السماء بوضوح البصريات التكيفية.
قال د. فريدريك شافي ، مدير دبليو إم: "هذه إحدى اللحظات الأكثر إرضاءً في كل سنوات عملي في كيك". مرصد كيك مساء تم عمل الملاحظات. "مثل أي نتيجة إضاءة أولية إيجابية ، هناك الكثير الذي يتعين القيام به قبل اعتبار النظام جاهزًا للعمل. ولكن أيضًا ، مثل أي نتيجة إضاءة أولية إيجابية ، تُظهر أنه يمكن تحقيق ذلك ، وتعطينا تفاؤلًا كبيرًا بأن أهدافنا ليست أحلامًا مستحيلة ، بل هي حقائق يمكن تحقيقها.
البصريات التكيفية هي تقنية أحدثت ثورة في علم الفلك الأرضي من خلال قدرتها على إزالة ضبابية ضوء النجوم الناجم عن الغلاف الجوي للأرض. وقد حدت متطلباته لـ "نجمة مرشدة" ساطعة نسبيًا في نفس مجال الرؤية مثل الشيء العلمي للدراسة بشكل عام من استخدام AO إلى حوالي واحد بالمائة من الأشياء في السماء.
للتغلب على هذا التقييد ، في عام 1994 م. بدأ مرصد كيك العمل مع مختبرات لورنس ليفرمور الوطنية (LLNL) لتطوير نظام نجمي صناعي. باستخدام الليزر لإنشاء "نجم افتراضي ،" يمكن لعلماء الفلك أن يدرسوا أي شيء بالقرب من أجسام أكثر خفوتًا (حتى الحجم 19) ذات بصريات تكيفية ويقلل اعتمادها على النجوم المرشدة الساطعة التي تحدث بشكل طبيعي. سيؤدي ذلك إلى زيادة تغطية السماء لنظام البصريات التكيفية من Keck من نسبة تقدر بنحو واحد بالمائة من جميع الأجسام في السماء ، إلى أكثر من 80 بالمائة.
قال آدم كونتوس ، مهندس البصريات في دبليو إم: "هذه القدرة الجديدة على استخدام نجمة دليل الليزر مع تلسكوب كبير دعت علماء الفلك لبدء استكشاف سماء الليل بطريقة أكثر شمولاً بكثير". مرصد كيك. "في المستقبل ، أتوقع أن تقوم معظم المراصد الرئيسية بتركيب أنظمة مماثلة للاستفادة من هذا التحسين المذهل لقدرات AO الخاصة بهم."
في يناير 2001 ، بعد أكثر من سبع سنوات من التطوير ، احتفلت فرق Keck و LLNL بإكمال نظام Keck Laser Guide Star. وينتج النجم الاصطناعي عندما يتسبب ضوء ليزر صبغ 15 واط في توهج طبقة طبيعية من ذرات الصوديوم حوالي 90 كيلومترًا (56 ميلًا) فوق سطح الأرض. سيستغرق الأمر عامين آخرين من البحث والتصميم المعقد قبل أن يتم دمج نظام الليزر في نظام البصريات التكيفية Keck II.
في الساعات الأولى من صباح يوم 20 سبتمبر ، اجتمعت جميع الأنظمة الفرعية أخيرًا للكشف عن القدرة الفريدة لنظام Keck LGS AO وقدرته على حل الأشياء الباهتة للغاية. تم قفل النظام على نجم بحجم 15 ، وهو عضو في ثنائي T Tauri المعروف باسم HK Tau وكشف تفاصيل القرص المحيطي للنجم المرافق. كانت هذه هي المرة الأولى التي يستخدم فيها نظام البصريات التكيفية على تلسكوب كبير جدًا نجمة دليل اصطناعي لحل جسم باهت.
كان التحدي الرئيسي الذي واجهه فريق LGS AO هو مدى نجاح الجهود لدمج وتحقيق قياسات الأداء الجيد لكل نظام فرعي مطلوب. مخاوف بشأن قوة الليزر ونوعيته الموضعية ، وتشغيل نظام التحكم في حركة المرور بالليزر ، وقدرة أجهزة الاستشعار الجديدة على قفل النجوم المرشدة الباهتة ، والقدرة على تحسين جودة الصورة من خلال فهم دقيق للانحرافات التي يمكن أن لا تقاس باستخدام نجمة الليزر ، تم أخذها في الاعتبار في مراقبة المساء.
قال الدكتور بيتر ويزنوفيتش ، قائد فريق فريق البصريات التكيفية في دبليو إم: "كان الضوء الأول هو جهد فريق رائع". "كان من المُرضي للغاية أن يكون أداء كل نظام من الأنظمة الفرعية العديدة جيدًا في محاولتنا الأولى. على حد تعبير فيرجيل ، "Audentes Fortuna Juvat ،" الثروة تفضل الجريئة ".
كانت جودة الصور الخفيفة الأولى LGS AO عالية للغاية. أثناء قفله لنجم قوته 14 ، سجل نظام Keck LGS AO "نسب Strehl" بنسبة 36 بالمائة (عند 2.1 ميكرون من الطول الموجي ، 30 ثانية من التعرض ، الشكل 3) ، مقارنة بنسبة 4 بالمائة للصور غير المصححة. تقيس نسب Strehl الدرجة التي يقترب بها النظام البصري من الكمال "المحدود الانعراج" ، أو حد الأداء النظري للتلسكوب.
مقياس آخر للأداء ، "العرض الكامل بنصف الحد الأقصى" (FWHM) ، لهذا النجم البالغ قوته 14 كان 50 مللي ثانية قوسية ، مقارنة بـ 183 مللي ثانية قوسية للصورة غير المصححة. تساعد قياسات FWHM علماء الفلك على تحديد الحواف الفعلية لجسم ما ، حيث قد يكون الكشف غير دقيق أو يصعب تحديده. إن قياس 50 مللي ثانية قوسية يعادل تقريبًا القدرة على تمييز زوج من المصابيح الأمامية للسيارات في نيويورك أثناء وقوفه في لوس أنجلوس.
طوال المساء ، كان النجم الموجه بالليزر ثابتًا ومشرقًا ، يلمع بقوة تقريبية تبلغ 9.5 ، أكثر خفوتًا بمقدار 25 مرة مما يمكن أن تراه العين البشرية ، ولكنه مثالي لنظام البصريات التكيفية Keck لقياس وتصحيح التشوهات الجوية.
يجري العمل الإضافي قبل أن يعتبر نظام Keck LGS AO جاهزًا للعمل بشكل كامل. سيكون نظام Keck LGS AO متاحًا لعلم المخاطر المشتركة المحدود العام المقبل ، مع النشر الكامل لمجتمع مستخدمي Keck في 2005.
قال د. ديفيد لو ميجنانت ، عالم أدوات البصريات التكيفية في دبليو إم: "حتى مع هذا الاختبار الأول فقط ، يطالب الفلكيون بالفعل باستخدام نظام نجمة دليل الليزر لدراسة المجرات البعيدة بدقة وقوة غير مسبوقة". مرصد كيك ، جمعية كاليفورنيا لبحوث الفلك. "بحلول العام المقبل ، سيتم استخدام البصريات التكيفية لدراسة تاريخ التكوين الغني للمجرات المبكرة."
وقد لخص الدكتور مات ماونتن مدير مرصد الجوزاء ، الذي يدير مقاريب مزدوجة بطول 8 أمتار ، أحدهما على ماونا كيا والآخر على سيرو باتشون في شيلي ، أهمية هذا الاختراق في علم الفلك العالمي. لجميع علم الفلك الأرضي ، ليس فقط لجيلنا الحالي من المقاريب من فئة 8 إلى 10 أمتار ، ولكن أيضًا لأحلامنا في المقاريب ذات 30 مترًا. "
أعضاء الفريق المسؤولون عن نظام Keck LGS AO هم أنتونين بوشيز ، وجيسون تشين ، وآدم كونتوس ، وسكوت هارتمان ، وإريك جوهانسون ، وروبرت لافون ، وديفيد لو ميجنان ، وكريس نيمان ، وبول ستومسكي ، ودوغ سامرز ، وماركوس فان دام ، وبيتر ويزينوفيتش ، وجميعهم من WM قدم الفريق شكرًا خاصًا للمتعاونين معهم في LLNL: Dee Pennington و Curtis Brown و Pam Danforth.
تم تمويل نظام البصريات التكيفية لنجم دليل الليزر من قبل W.M. مؤسسة كيك.
دبليو. يتم تشغيل مرصد كيك من قبل جمعية كاليفورنيا للأبحاث في علم الفلك ، وهي شراكة علمية لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
المصدر الأصلي: Keck News Release
