El VLT (Very Large Telescope)
de ESO, ha llevado a cabo la primera luz de un nuevo modo de óptica adaptativa
llamado “Tomografía láser” y
ha captado imágenes de prueba extraordinariamente precisas del planeta
Neptuno, cúmulos de estrellas y otros objetos.
El instrumento pionero MUSE en modo de campo
estrecho, trabajando con el módulo de óptica adaptativa GALACSI, ahora
puede utilizar esta nueva técnica para corregir las turbulencias de la
atmósfera a diferentes altitudes. Ahora es posible captar imágenes desde la
superficie de la Tierra en longitudes de onda visibles más nítidas que las del
Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA.
La combinación de una gran nitidez de la imagen
junto con las capacidades espectroscópicas de MUSE, permitirá a los astrónomos
estudiar las propiedades de los objetos astronómicos con mucho más detalle de
lo que ha sido posible hasta ahora.
El
instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico de multiunidad) instalado en
el VLT (Very Large Telescope) de ESO, trabaja con
una unidad de óptica adaptativa denominada GALACSI.
Hace
uso de las instalaciones de estrellas de guiado láser (Laser Guide Stars Facility), 4LGSF, un subsistema de la instalación de
óptica adaptativa (AOF, Adaptive Optics Facility). El AOF proporciona
óptica adaptativa a los instrumentos de la Unidad de Telescopio 4 del VLT (UT4).
MUSE fue el primer instrumento en beneficiarse de esta nueva instalación y
ahora tiene dos modos de óptica adaptativa: el modo de campo amplio y el modo
de campo estrecho. MUSE y
GALACSI en modo de campo amplio ya proporcionan la corrección sobre un campo de
visión de 1.0 minuto de arco, con píxeles de un tamaño de 0,2" por
0,2". Este nuevo modo de campo estrecho de GALACSI cubre un campo de
visión mucho más pequeño, de 7,5 segundos de arco, pero con píxeles mucho más
pequeños, de sólo 0,025" por 0,025", para explotar al máximo su
resolución.
El modo
de amplio campo de MUSE, junto con GALACSI en modo nivel del suelo,
corrige los efectos de la turbulencia atmosférica hasta un kilómetro por encima
del telescopio sobre un campo de visión relativamente amplio. Pero el nuevo
modo de campo estrecho, que utiliza tomografía láser, corrige casi la totalidad
de las turbulencias atmosféricas sobre el telescopio para crear imágenes mucho
más nítidas, pero en una región más pequeña del cielo. La turbulencia atmosférica varía con
la altitud; algunas capas degradan más el haz de luz de las estrellas que
otras. La compleja técnica de óptica adaptativa de tomografía láser pretende
corregir, principalmente, las turbulencias de estas capas atmosféricas. Se ha
seleccionado previamente un conjunto de capas para el modo de campo estrecho de
MUSE/GALACSI a 0 km (a nivel del suelo; siempre una medida importante), 3,9 y
14 km de altitud. Posteriormente, el algoritmo de corrección se optimiza en
estas capas, permitiendo a los astrónomos alcanzar una calidad de imagen casi
tan buena como si se utilizara una estrella guía natural y alcanzando el límite
teórico del telescopio.
Con
esta nueva capacidad, el telescopio UT-4 de ocho metros alcanza el límite
teórico de nitidez de la imagen y ya no está limitado por las perturbaciones
atmosféricas.
Es
algo extremadamente difícil de lograr en el rango visible y proporciona
imágenes comparables en nitidez a las del Telescopio
Espacial Hubble de NASA/ESA. Permitirá a los astrónomos estudiar con
un detalle sin precedentes objetos fascinantes como agujeros negros
supermasivos en el centro de galaxias distantes, chorros lanzados por estrellas
jóvenes, cúmulos globulares, supernovas, planetas y sus satélites en el Sistema
Solar y mucho más.
La
óptica adaptativa es una técnica que compensa los efectos de las turbulencias
provocadas por la atmósfera terrestre, también conocido como visibilidad
astronómica o seeing, un gran problema al que se
enfrentan todos los telescopios terrestres. La misma turbulencia de la
atmósfera que hace que las estrellas titilen a simple vista, hace que los
grandes telescopios obtengan imágenes borrosas del universo. La luz que nos
llega de estrellas y galaxias se distorsiona al atravesar la capa protectora de
nuestra atmósfera, y los astrónomos deben utilizar tecnología inteligente para
mejorar de forma artificial la calidad de la imagen.
Para
lograrlo, se fijan cuatro láseres brillantes al UT4 para
proyectar hacia el cielo columnas de una intensa luz anaranjada de 30
centímetros de diámetro que excitan los átomos de sodio de las capas altas de
la atmósfera y crean estrellas de guiado láser artificiales.
Los sistemas de óptica adaptativa utilizan la luz de estas
"estrellas" para determinar la turbulencia de la atmósfera y calcular
las correcciones mil veces por segundo, ordenando al espejo secundario del UT4, delgado y deformable,
que modificar constantemente su forma, compensando las deformaciones que
provoca la atmósfera y corrigiendo la luz distorsionada.
Vídeo: ESOcast 172 Light: Imágenes extremadamente precisas con el nuevo
sistema de óptica adaptativa del VLT (4K UHD
MUSE
no es el único instrumento que disfruta de unas instalaciones de óptica
adaptativa. La cámara infrarroja HAWK-Iya utiliza otro sistema de óptica adaptativa, GRAAL. En unos años le seguirá el potente y
nuevo instrumento ERIS. Juntos, estos grandes avances en óptica
adaptativa están mejorando la ya poderosa flota de telescopios de ESO, cuyo
objetivo es observar el universo.
Este
nuevo modo constituye también un importante paso adelante para el ELT (Extremely Large Telescope) de ESO, que
necesitará tomografía láser para alcanzar sus objetivos científicos.
Estos resultados en UT4 con el AOF ayudarán a los científicos e ingenieros del
ELT a implementar una tecnología de óptica adaptativa similar en el gigante de
39 metros.
Fuente:
ESO 1824es -18. julio.2018
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