Gwiazdy za bardzo mrugają? Laserami w nie!

Astronomowie nie przepadają za ziemską atmosferą. Jej fluktuacje drastycznie obniżają ostrość teleskopów naziemnych. Jak sobie z tym radzić? Amerykańscy uczeni testują przełomową technikę z dziedziny optyki adaptatywnej. Na początek trzeba wycelować w niebo 5 laserów...

Gwiazdy znane są z tego, że mrugają. W rzeczywistości jednak za to mruganie odpowiadają nie one, a ziemska atmosfera. Lokalne zagęszczenia i rozrzedzenia powietrza delikatnie i chaotycznie uginają światło gwiazd, co sprawia, że wydają się one pulsować i zmieniać kolory.

Co jednak może budzić zaciekawienie i zachwyt u jednych, wywołuje złość u drugich. Każdy astronom-amator zna te bezustanne, frustrujące skoki ostrości w okularze teleskopu. W astronomii profesjonalnej fluktuacje atmosfery znacznie utrudniają lub wręcz uniemożliwiają naziemne obserwacje ciemniejszych ciał niebieskich.

Wyjściem jest umieszczanie teleskopów ponad atmosferą - np. na orbicie okołoziemskiej. Takie urządzenia są jednak koszmarnie drogie i trudne w serwisowaniu. W swojej obecnej liczbie (ok. 30 pracujących w różnych długościach fal) nie są w stanie pokryć zapotrzebowania astronomów - w większości są oni skazani na korzystanie z obserwatoriów naziemnych.

Na szczęście istnieje szereg metod szeroko pojętej korekcji obrazów rejestrowanych przez ziemskie teleskopy. Jedną z rozwijanych w tym celu technologii jest tzw. optyka adaptatywna. W skrócie polega ona na sterowanym przez komputer systematycznym odkształcaniu lustra teleskopu w taki sposób, aby niwelować zniekształcenia fali świetlnej powstałe w atmosferze.

Skąd jednak komputer ma wiedzieć, jaka deformacja zwierciadła jest konieczna? Punktem odniesienia może być (w uproszczeniu) "sposób mrugania" znajdującej się w polu widzenia jasnej gwiazdy. Co jednak począć, gdy obserwowany fragment nieba nie zawiera takiej tzw. gwiazdy przewodniej? Tu właśnie do akcji wkraczają lasery.

Silna wiązka lasera pobudza cząsteczki powietrza do świecenia, a wyemitowane przez nie światło zakłócane jest w atmosferze w taki sam sposób jak światło gwiazd. Strzelając zatem laserem w wybrany punkt nieba i analizując sposób mrugania powołanej przezeń do istnienia sztucznej "gwiazdki przewodniej", można stosownie skorygować obraz nieba wokół tego punktu.

Jeśli wszystkie testy pójdą zgodnie z planem, nowa technologia stanowić będzie niezłą gratkę dla astronomów. Możliwe z powierzchni Ziemi staną się bowiem takie obserwacje, które do tej pory wymagały użycia wiecznie zapracowanych teleskopów kosmicznych, jak systematyczne badania supermasywnych gromad gwiazd (na zdjęciu) czy analiza widmowa odległych galaktyk.

Źródło: Universe Today