Россыпь звезд, будто подмигивающих наблюдателю, выглядит очень романтично

Популярная механикаHi-Tech

Адаптивная оптика: как рассмотреть звёзды на небе?

Россыпь звезд, будто подмигивающих наблюдателю, выглядит очень романтично. Но у астрономов это красивое мерцание вызывает вовсе не восхищение, а совершенно противоположные чувства. К счастью, есть способ исправить ситуацию.

Алексей Левин

Эксперимент, вдохнувший новую жизнь в науку о космосе, был выполнен не в знаменитой обсерватории и не на гигантском телескопе. Специалисты узнали о нем из статьи Successful Tests of Adaptive Optics, опубликованной в астрономическом журнале The Messenger в 1989 году. Там были представлены результаты испытаний электрооптической системы Come-On, предназначенной для корректировки атмосферных искажений света космических источников. Их провели с 12 по 23 октября на 152-см рефлекторе французской обсерватории OHP (Observatoire de Haute-Province). Система сработала настолько хорошо, что авторы начали статью утверждением, что «давняя мечта астрономов, работающих на наземных телескопах, наконец-то исполнилась благодаря созданию новой техники оптических наблюдений — адаптивной оптики».

e95448b8613b926a4dfe67466cd08b01.jpg

А через несколько лет системы адаптивной оптики (АО) начали ставить на большие инструменты. В 1993 году ими оснастили 360-см телескоп Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили, чуть позже — такой же инструмент на Гавайях, а затем и 8−10-метровые телескопы. Благодаря АО в наземные инструменты можно наблюдать светила в видимом свете с разрешающей способностью, которая была уделом лишь космического телескопа Hubble, а в инфракрасных лучах — даже с более высокой. Например, в очень полезном для астрономии участке ближней инфракрасной зоны с длиной волны 1 мкм Hubble обеспечивает разрешение в 110 угловых мс, а 8-метровые телескопы ESO — до 30 мс.

На самом деле, когда французские астрономы испытывали свою систему АО, в США уже существовали аналогичные устройства. Но создали их вовсе не для нужд астрономии. Заказчиком этих разработок был Пентагон.

b68f91c88d1a2d147e315593cf8a142a.jpg
Глаза АО. Сенсор Шека-Хартмана работает так: покинув оптическую систему телескопа, свет проходит сквозь решетку из небольших линз, направляющих его на ПЗС-матрицу. Если бы излучение космического источника или искусственной звезды распространялось в вакууме или в идеально спокойной атмосфере, то все мини-линзы фокусировали бы его строго в центре отведенных им пикселей. Из-за атмосферных завихрений точки схождения лучей «гуляют» по поверхности матрицы, и это позволяет реконструировать сами возмущения.

Когда воздух помеха

Если наблюдать в телескоп две звезды, расположенные на небосводе очень близко друг к другу, их изображения сольются в одну светящуюся точку. Минимальное угловое расстояние между такими звездами, обусловленное волновой природой света (дифракционный предел), — это и есть разрешающая способность прибора, и она прямо пропорциональна длине волны света и обратно пропорциональна диаметру (апертуре) телескопа. Так, для трехметрового рефлектора при наблюдениях в зеленом свете этот предел составляет около 40 угловых мс, а для 10-метрового — чуть больше 10 мс (под таким углом мелкая монета видна с расстояния 2000 км).

Однако эти оценки справедливы только для наблюдений в вакууме. В земной атмосфере постоянно возникают участки локальной турбулентности, которая несколько сотен раз в секунду изменяет плотность и температуру воздуха и, следовательно, его показатель преломления. Поэтому в атмосфере фронт световой волны от космического источника неминуемо расплывается. В результате реальная разрешающая способность обычных телескопов в лучшем случае составляет 0,5−1 угловую секунду и сильно не дотягивает до дифракционного предела.

84b4525c5e3b3c62412f69863b0d88bc.jpg
Прощупывая атмосферу. Ранее размеры корректируемых зон небосвода ограничивались клетками со стороной в 15 угловых мс. В марте 2007 года на одном из телескопов ESO была впервые опробована мультисопряженная адаптивная оптика (MCAO). Она прощупывает турбулентности на разных высотах, что позволило увеличить размер корректируемого поля зрения до двух и более угловых минут. «В этом столетии возможности АО сильно расширились, — говорит «ПМ» профессор астрономии и астрофизики Клэр Макс, директор Центра адаптивной оптики Калифорнийского университета в Санта-Крус. — На больших телескопах установлены системы с двумя и тремя деформируемыми зеркалами, к числу которых относится и МСАО. Появились новые сенсоры волнового фронта и более мощные компьютерные программы. Созданы зеркала с микроэлектромеханическими актуаторами, позволяющими изменять форму отражающей поверхности лучше и быстрее, чем актуаторы на пьезоэлектриках. В последние годы разработаны и опробованы экспериментальные системы мультиобъектной адаптивной оптики (МОАО), с помощью которых можно одновременно отслеживать до десяти и более источников в поле зрения диаметром 5−10 угловых минут. Их установят на телескопах нового поколения, которые приступят к работе в следующем десятилетии».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Саудовская Аравия Саудовская Аравия

Люди, прошлое, религия, противоречия – и будущее

kiozk originals
Было у отца пятеро сыновей... Было у отца пятеро сыновей...

Как сложилась судьба сыновей имама Шамиля?

Дилетант
Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом

Вулканические отложения находятся под южным полюсом Марса

N+1
История легендарной обложки альбома Queen II и фотографии, обложкой не ставшие История легендарной обложки альбома Queen II и фотографии, обложкой не ставшие

Как связана Марлен Дитрих с легендарной обложкой альбома Queen II

Maxim
«Ни хрена не сбывается»: куда идти работать в новом году «Ни хрена не сбывается»: куда идти работать в новом году

В каких отраслях можно построить карьеру, а в каких работников заменят алгоритмы

Forbes
«Пузырь доткомов 19 века»: как шотландец обманом собрал сотни тысяч фунтов на развитие вымышленной страны Пояис «Пузырь доткомов 19 века»: как шотландец обманом собрал сотни тысяч фунтов на развитие вымышленной страны Пояис

Как Грегор Макгрегор провозгласил себя правителем земли, которой не владел

VC.RU
Рождество для детей: как устроить настоящий праздник Рождество для детей: как устроить настоящий праздник

Рождество можно превратить в сказку для детей. Мы расскажем, как это сделать

Cosmopolitan
Саблезубые тигры. Находки в Крыму Саблезубые тигры. Находки в Крыму

В 2018 году в Крыму при прокладке трассы была открыта большая карстовая пещера

Наука и жизнь
Правила ухода за питомцами в зимнее время года Правила ухода за питомцами в зимнее время года

Холода — серьезное испытание для братьев наших меньших, как им помочь?

Cosmopolitan
Они тебя не стоят: модные оттенки блонда, которые портят внешность Они тебя не стоят: модные оттенки блонда, которые портят внешность

Светлые волосы снова на пике моды, но бросаться в эту крайность не стоит

VOICE
Северный минимализм Северный минимализм

Интерьер в скандинавском стиле

SALON-Interior
Биядерный лантанидный комплекс оказался сильнейшим молекулярным магнитом Биядерный лантанидный комплекс оказался сильнейшим молекулярным магнитом

В металлорганическом соединении обнаружили связь между атомами двух лантанидов

N+1
Что такое лоферы и с чем их носить — идеи стильных образов на каждый день Что такое лоферы и с чем их носить — идеи стильных образов на каждый день

Лоферы — туфли без застежек, похожие на мокасины

Cosmopolitan
«Обалдение полное» «Обалдение полное»

Какими увидели красноармейцев русские эмигранты в Эстонии?

Дилетант
Планетологи разрешили воде быть жидкой на Марсе еще миллиард лет Планетологи разрешили воде быть жидкой на Марсе еще миллиард лет

Последний раз вода текла по поверхности Марса 2 миллиарда лет назад

N+1
Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу

Результаты по измерению нейтральных осцилляций странного B-мезона

N+1
Невероятный медицинский случай: в головном мозге мужчины обнаружили «островок» плесени. Пациент при этом выжил Невероятный медицинский случай: в головном мозге мужчины обнаружили «островок» плесени. Пациент при этом выжил

«Честно говоря, я не могу поверить, что ты жив»

Популярная механика
Почему взрослым людям сложно заводить друзей Почему взрослым людям сложно заводить друзей

Как правильно дружить взрослым?

Популярная механика
1 фигура — 2 ракурса. Фотограф раскрыла секрет идеальных кадров для соцсетей 1 фигура — 2 ракурса. Фотограф раскрыла секрет идеальных кадров для соцсетей

Позинг — это своего рода искусство

Cosmopolitan
Мы ищем таланты Мы ищем таланты

8 основных типов дарований и способы раскрыть свой потенциал

Лиза
Продуктовые карточки, талоны, чеки: история платежных суррогатов СССР Продуктовые карточки, талоны, чеки: история платежных суррогатов СССР

Талоны, купоны, карточки — эти бумажки или дополняли деньги, или заменяли их

Maxim
Сергей Долмов: Водить нужно культурно, или Как навести порядок на дорогах Сергей Долмов: Водить нужно культурно, или Как навести порядок на дорогах

Государству пора начать борьбу с опасным вождением и нарушением ПДД

СНОБ
Чтение выходного дня: муки выбора, неоправданные надежды и долгожданная встреча — в рассказе Ольги Птицевой Чтение выходного дня: муки выбора, неоправданные надежды и долгожданная встреча — в рассказе Ольги Птицевой

Трогательная история влюбленности, проверенная расстоянием и временем

Esquire
Венера Коломенская Венера Коломенская

Как участники добрососедства Коломны спасли местную достопримечательность

Собака.ru
Эксперты раскрыли секрет о том, что делает женщин несчастными и как это исправить Эксперты раскрыли секрет о том, что делает женщин несчастными и как это исправить

Что на самом деле делает женщину счастливой

ТехИнсайдер
«Аллея кошмаров»: любите цирк, цирк, цирк «Аллея кошмаров»: любите цирк, цирк, цирк

«Аллея кошмаров» состоит из разных сюжетов, но композиция ее закольцовывается

GQ
В живом виде В живом виде

Наиболее значимые проекты российских авторов на тему экологии

Robb Report
Света в темном царстве Света в темном царстве

Актриса Светлана Ходченкова — о том, что любить надо себя

Tatler
Не поздно нам сделать остановку Не поздно нам сделать остановку

Мы живем в условиях вечной гонки, где остановки все больше похожи на пит-стопы

Men’s Health
Сможем ли мы создать искусственную гравитацию в космосе Сможем ли мы создать искусственную гравитацию в космосе

Сможем ли мы создать искусственную гравитацию, и какие у нас есть варианты?

Популярная механика
Открыть в приложении