Vellykkede forsøk med adaptiv optikk

Av Erik Tronstad

Ved hjelp av utstyr koblet til det 3,6 m store teleskopet European Southern Observatory har på La Silla i Chile er det gjort meget vellykkede forsøk med adaptiv optikk til infrarøde observasjoner. Bilder ble tatt i den infrarøde delen av spekteret fra 1,2 mikrometer til 4,8 mikrometer.

Forstyrrelser i atmosfæren gjorde at «seeingen» var omtrent 0,8″. Bruk av adaptiv optikk reduserte dette med en faktor 4 i bølgelengdeområdet rundt 3,5 mikrometer, til den teoretisk minst oppnåelige verdien på 0,22″. Dette ga et rent diffraksjonsbegrenset bilde av samme kvalitet som om teleskopet hadde befunnet seg over jordatmosfæren. Systemet som ble brukt, var optimalisert for denne bølgelengden, men ga også betydelige forbedringer på kortere bølgelengder.

Samtidig som den adaptive optikken gjorde bildene av stjerner mindre i diameter, økte den kontrasten i bildene fordi lyset fra en stjerne samles innenfor et mindre område i detektoren som registrerer det. Det gjør at svakere objekter enn ellers kan registreres, eller at man kan greie seg med kortere eksponeringstid for et objekt med en gitt lysstyrke. I tilfellet der vinkeloppløsningen ble økt med en faktor 4, ble teleskopet i stand til å registrere bilder av opptil 16 ganger mer lyssvake objekter enn tidligere.

Denne teknikken ventes å få stor betydning i framtidige teleskoper og vil gjøre det mulig å foreta mer detaljerte observasjoner fra jordoverflaten enn man hittil har kunnet.

Likevel er det i dag viktige begrensinger ved de teknikkene for adaptiv optikk man kjenner til, nemlig: 1) Det må være en forholdsvis lyssterk stjerne innenfor feltet teleskopet observerer. Den trenges for å gi dataene som er nødvendige for å justere bølgefronten. 2) Justeringen skjer bare i et begrenset felt rundt denne stjernen. 3) Diffraksjonsbegrensede bilder fra jordoverflaten kan bare oppnås i den infrarøde delen av spekteret.

Tekst til illustrasjon brukt i artikkelen

Disse bildene viser tydelig hvor mye adaptiv optikk kan øke oppløsningen i et bilde tatt gjennom et teleskop. Begge bildene viser stjernen HR 6658 i den åpne hopen M7 og er tatt ved en bølgelengde på 3,5 mikrometer i infrarødt. Til venstre ses et ukorrigert bilde der motivet har en vinkeldiameter på 0,8″, som var det beste man kunne oppnå på grunn av lufturoen i luften rundt og over teleskopet. På bildet til høyre har man brukt adaptiv optikk som i betydelig grad kompenserer for den «utsmøringen» av bildet lufturoen forårsaker. Dette øker oppløsningen eller skarpheten i bildet nesten fire ganger, til 0,22″. Den forbedrede oppløsningen avslører at objektet som observeres egentlig er en dobbeltstjerne, der vinkelavstanden mellom de to komponentene er 0,38″. Dessuten framtrer her ringer rundt stjernebildene. Det er såkalte diffraksjonsringer som også viser at man har nådd den teoretiske oppløsningsevnen for teleskopet på denne bølgelengden. Begge bildene er tatt gjennom 3,6 m-teleskopet European Southern Observatory har på La Silla i Chile. (European Southern Observatory)