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

Свои парни Свои парни

Ставка на прорабов сделала «Петровича» крупнейшим продавцом стройматериалов

Forbes
10 способов меньше мерзнуть 10 способов меньше мерзнуть

10 верных способов сделать свою жизнь в ближайшие месяцы немного теплее

РБК
Стокгольмский синдром Стокгольмский синдром

Что заставляет женщин испытывать чувства к мужчинам с плохой репутацией?

Cosmopolitan
Под северным сиянием Под северным сиянием

Чем заняться в Мурманской области зимой

Лиза
Мы сами Мы сами

Как петербуржцы оберегают природу в историческом центре

Собака.ru
Как поставить апостроф на клавиатуре и даже без нее? 3 простых способа Как поставить апостроф на клавиатуре и даже без нее? 3 простых способа

Несколько простых способов размещения апострофа

CHIP
Как раз и навсегда убрать дряблый и выпирающий живот после родов — способ есть! Как раз и навсегда убрать дряблый и выпирающий живот после родов — способ есть!

Способы избавиться от выпирающего животика после родов

Cosmopolitan
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
Нежеланное повышение: как быть, если вы не хотите управлять людьми Нежеланное повышение: как быть, если вы не хотите управлять людьми

Есть ли способ продвигаться в компании, но не идти в управление?

VC.RU
Иван Васильевич меняет биографию Иван Васильевич меняет биографию

Как физики расследуют преступления, совершенные сотни лет назад?

Популярная механика
Как построить коллайдер на Луне (и зачем) Как построить коллайдер на Луне (и зачем)

Сооружение невиданных масштабов – ускоритель частиц, змеей обвивающий Луну

Популярная механика
Безопасность в ноутбуках: как производители защищают устройства от несанкционированного доступа Безопасность в ноутбуках: как производители защищают устройства от несанкционированного доступа

Частота кибератак значительно возросла: взламывают и компьютеры, и ноутбуки

Популярная механика
На здоровье На здоровье

С чего начинались и к чему пришли пять современных направлений медицины

N+1
Проверено учеными: 7 преимуществ и способов применения касторового масла Проверено учеными: 7 преимуществ и способов применения касторового масла

Касторовое масло: против грибков, ран и перхоти

Cosmopolitan
Перестарались! Пять актеров, которые зашли слишком далеко ради роли Перестарались! Пять актеров, которые зашли слишком далеко ради роли

Многие актеры заходят слишком далеко в попытках слиться с персонажем

Cosmopolitan
От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира

Эти рестораны заставят тебе забыть о еде и её стоимости

Playboy
Альбатросы нырнули на рекордные девятнадцать метров Альбатросы нырнули на рекордные девятнадцать метров

Насколько глубоко альбатросы способны погружаться под воду?

N+1
Когда нас не станет: 15 лучших фильмов про апокалипсис Когда нас не станет: 15 лучших фильмов про апокалипсис

Фильмы про апокалипсис, которые дадут вам пищу для размышлений

Esquire
Тормозной суппорт: как устроен и чем важен Тормозной суппорт: как устроен и чем важен

Что такое суппорт, зачем он нужен, как устроен и чем опасен его выход из строя

РБК
Капитализм сбился с пути: почему нечистоплотные бизнесмены всегда терпят крах Капитализм сбился с пути: почему нечистоплотные бизнесмены всегда терпят крах

Отрывок из книги «Этичный капиталист» — почему отношение к сотрудникам так важно

Forbes
Что такое омега-3 и при каких болезнях помогут эти вещества Что такое омега-3 и при каких болезнях помогут эти вещества

Почему вещества из группы омега-3 — одна из самых популярных добавок к пище

РБК
Рубен Симонов: «Для деда Москва была усыпана красивыми женщинами как бриллиантами...» Рубен Симонов: «Для деда Москва была усыпана красивыми женщинами как бриллиантами...»

При дедушке — Рубене Симонове — театр имел свое лицо

Коллекция. Караван историй
Битц-опрос Битц-опрос

Зази Битц – о серьезном отношении к моде и мечтах о режиссуре

Harper's Bazaar
5 фильмов о широте русской души 5 фильмов о широте русской души

Проводим время со старыми знакомыми

GQ
Почему наушники все время путаются в кармане Почему наушники все время путаются в кармане

Сможете ли вы перехитрить запутывающиеся наушники?

Популярная механика
Песенка смета Песенка смета

Разбираемся в масштабной афере с авторскими правами на YouTube

Esquire
Тайны степфордских жен: как на самом деле жили идеальные домохозяйки Тайны степфордских жен: как на самом деле жили идеальные домохозяйки

50-е года в США были особым временем

Cosmopolitan
Почему мы изменяем своим любимым во сне и что это может значить Почему мы изменяем своим любимым во сне и что это может значить

Измены во снах — стоит ли о них беспокоиться?

GQ
Как избавиться от раздражения и вросших волос в зоне бикини? Как избавиться от раздражения и вросших волос в зоне бикини?

Как минимизировать неприятный эффект после бритья в зоне бикини?

Cosmopolitan
Papa Roach — о борще с водкой, всепоглощающем страхе и жизни рок-звезды Papa Roach — о борще с водкой, всепоглощающем страхе и жизни рок-звезды

Papa Roach — об изменениях в музыкальной индустрии, безудержных пьянках и другом

GQ
Открыть в приложении