Bildnachweis: Zwillinge
Die neueste Aufnahme des Gemini-Teleskops auf dem Mauna Kea Hawaii zeigt, wie leistungsstark seine neue adaptive Optik-Technologie sein kann. Das Teleskop nahm ein Bild des Kugelsternhaufens M-13 auf, zuerst mit seiner normalen Auflösung und dann mit dem adaptiven Optiksystem von Altair; das zweite Bild ist kristallklar und enthält viele weitere Sterne, die fein fokussiert sind. Die adaptive Optik kompensiert bis zu 1000-mal pro Sekunde Verzerrungen durch die Erdatmosphäre, sodass das Licht so erscheint, als ob sich das Teleskop im Weltraum befände. Diese Technologie soll die bodengebundene Astronomie revolutionieren.
Heute wurde ein gestochen scharfes Bild veröffentlicht, das neue Details im Herzen eines berühmten Sternhaufens enthüllt. Die Tausenden von Sternenschwärmen im Kern des Haufens wurden durch ein innovatives adaptives Optiksystem namens Altair (nach dem Stern Altair) sichtbar gemacht, das derzeit am Frederick C. Gillett Gemini Telescope auf Mauna Kea, Hawaii, in Betrieb genommen wird.
Unter mehreren der ersten Bilder von Altair (Altitude Conjugate Adaptive Optics for Infrared) zeigen die hochauflösenden Daten eine Vielzahl von Sternen mit atemberaubender Klarheit. Der dichte Sternhaufen, der Generationen von Himmelsbeobachtern als Great Hercules Cluster oder M-13 bekannt ist, beherbergt Hunderttausende von Sternen, die im Zentrum oft von unserer Atmosphäre zu einer großen glühenden Masse verwischt werden. „Die Auflösung, die in diesen Bildern erzielt wird, entspricht ungefähr der Trennung zwischen den Scheinwerfern eines Autos auf der Golden Gate Bridge in San Francisco, während man auf Hawaii 3.850 Kilometer entfernt steht“, sagte Dr. Francois Rigaut, Wissenschaftler des Observatoriums für adaptive Optik.
Die Nahaufnahmen von M-13 mit und ohne Altair sowie ein spektakuläres Referenzbild des gesamten Sternhaufens, bereitgestellt vom Canada-France-Hawaii-Teleskop, können unter http://www. gemini.edu/media/images_2003-2.html.
Die bemerkenswerten Details in den Gemini-Bildern wurden durch die einzigartige Fähigkeit von Altair ermöglicht, Sternenlicht, das durch atmosphärische Turbulenzen verschwommen wurde, mithilfe adaptiver Optik mit Höhenkonjugation zu korrigieren.
Die meisten derzeit verwendeten adaptiven Optiksysteme korrigieren Verzerrungen des Sternenlichts, indem sie davon ausgehen, dass alle Verzerrungen dort auftreten, wo das Sternenlicht gesammelt wird – in der Nähe der Oberfläche des Hauptspiegels des Teleskops. In einem höhenkonjugierten System wie dem von Gemini wird angenommen, dass die Verzerrungen in der dominanten Turbulenzschicht der Atmosphäre liegen. Durch Konjugieren oder Abstimmen des Systems für eine bestimmte Schicht über dem Teleskop kann Altair ein genaueres Modell des Wegs des Sternenlichts durch unsere Atmosphäre erstellen.
„Die adaptive Optik mit Höhenkonjugation ist eine bahnbrechende neue Technik, die eine leistungsstarke Möglichkeit darstellt, Verzerrungen des Sternenlichts zu messen und zu korrigieren, das sich ungestört über weite Strecken durch den Weltraum bewegt, bis es in der Erdatmosphäre auf warme und kalte Lufttaschen trifft“, sagte Glen Herriot, der Systemingenieur, der das Gebäude von Altair in Victoria, BC, in den Labors des National Research Council of Canada leitete. Altair ist in der Lage, das verzerrte Sternenlicht mit einem ausgeklügelten, verformbaren Spiegel von der Größe Ihrer Handfläche bis zu 1.000 Mal pro Sekunde präzise zu korrigieren. „Das Endergebnis sind“, sagt Herriot, „Bilder, die mit der Schärfe von Bildern aus dem Weltraum konkurrieren oder diese sogar übertreffen.“
In Zusammenarbeit mit dem Personal des Gemini-Observatoriums hat das kanadische Team unter der Leitung von Projektmanager Herriot und Projektwissenschaftler Dr. Jean-Pierre V?ran Altair auf Gemini North von Ende 2002 bis Anfang 2003 in Betrieb genommen. Das Instrumententeam besteht aus 25 Wissenschaftlern und Ingenieuren , hat das adaptive Optiksystem Gemini in den letzten sechs Jahren vom Design bis zur Inbetriebnahme geleitet. „Die Inbetriebnahme eines Präzisionsinstruments an einem siebenstöckigen, 350 Tonnen schweren, hochentwickelten Teleskop ist aufgrund der extrem komplizierten Koordination, die erforderlich ist, um alle Systeme nahtlos zusammenzuarbeiten, besonders herausfordernd“, sagte Herriot. Die Inbetriebnahme von Altair auf Gemini soll vor Ende 2003 abgeschlossen sein.
Ein Schlüsselmerkmal der Raffinesse von Altair ist die Möglichkeit, mehrere Parameter während der Bildbelichtung automatisch zu überwachen, anzupassen und zu optimieren. Die Idee ist, adaptive Optik für unsere Community benutzerfreundlich zu machen. Wenn die atmosphärischen Bedingungen dies zulassen, werden einfach per Mausklick und nahezu beugungsbegrenzte Bilder an eine Kamera oder einen Spektrographen geliefert. Altair misst und berichtet kontinuierlich über den Detailgrad der Bilder und ist damit eines der effizientesten adaptiven Optiksysteme der Welt. „Durch die routinemäßige Bereitstellung von Infrarotbildern, die viel schärfer sind, als dies derzeit selbst aus dem Weltraum möglich ist, bietet Altair den Beobachtern einen enormen Vorteil, tiefer in das Universum einzudringen und genauere Messungen astronomischer Objekte durchzuführen“, sagt Dr. V?ran.
„Altair verbessert die Qualität und Leistungsfähigkeit unserer Bildgebung und Spektroskopie enorm“, sagt Dr. Matt Mountain, Direktor von Gemini. „Gemini wird bald beugungsbegrenzte Bilder im nahen Infrarot liefern.“ Die theoretische Beugungsgrenze von Gemini (maximale Auflösung) beträgt etwa 40 Millibogensekunden im nahen Infrarot-H-Band (1,6 Mikrometer Wellenlänge). Zu diesem Zeitpunkt der Inbetriebnahme kann Altair eine Auflösung von 60 Millibogensekunden im H-Band liefern (60 Millibogensekunden sind vergleichbar mit der Betrachtung eines Sandkorns aus einer Entfernung von etwa 1,6 Kilometern).
Dr. Mountain wies darauf hin, dass die Inbetriebnahme von Altair bedeutet, dass eines der fortschrittlichsten adaptiven Optiksysteme der Welt nun als Einrichtungsinstrument in Gemini North integriert ist und bald allen Wissenschaftlern während der gesamten Gemini-Partnerschaft routinemäßig zur Verfügung stehen wird.
„Dies ist ein großer Erfolg in Richtung unseres Gemini-Ziels, Bilder in Weltraumqualität von einem 8-Meter-Erdteleskop zu liefern“, sagte Dr. Mountain.
Geminis stellvertretender Direktor Dr. Jean-Ren? Roy erklärt, dass Altair ein wichtiger Schritt nach vorne in Geminis aggressiven Plänen ist, das Potenzial der adaptiven Optik für die bodengestützte astronomische Bildgebung zu maximieren. Dr. Roy erläutert: „Altair, das die Grundlage der adaptiven Optiktechnologie von morgen darstellt, ist wichtig für den Erfolg der nächsten Generation von 30- bis 100-Meter-beugungsbegrenzten, bodengestützten Infrarotteleskopen, die jetzt auf dem Reißbrett sind. ”
Künftige Generationen adaptiver Optiktechnologien wie diese werden zweifellos die bodengebundene Astronomie revolutionieren. Im Moment ist Altair auf dem neuesten Stand der Technik und bietet einen leistungsstarken neuen Blick auf das Universum.
Originalquelle: Gemini-Pressemitteilung