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
Есть ли у бензина срок годности и в чем его нужно хранить? Отвечаем на самые популярные вопросы о заправке Есть ли у бензина срок годности и в чем его нужно хранить? Отвечаем на самые популярные вопросы о заправке

Где и в чем на заправке хранится бензин? Есть ли у топлива срок годности?

ТехИнсайдер
Как защитить своих детей от травм во время зимних развлечений: советы для родителей Как защитить своих детей от травм во время зимних развлечений: советы для родителей

Какие меры безопасности нужно соблюдать зимой во время активной прогулки?

Популярная механика
Мама, я знаю, мы все сошли с ума Мама, я знаю, мы все сошли с ума

Что толкает молодежь глубоко копаться в себе и к чему это приводит

Vogue
Эскортница, ставшая политиком: как Марта Ришар изменила жизнь всей Франции Эскортница, ставшая политиком: как Марта Ришар изменила жизнь всей Франции

До самой смерти Марте Ришар припоминали ее прошлое

Cosmopolitan
«Быть Рикардо»: как Соркин, Кидман и Бардем разоблачают изнанку американских ситкомов «Быть Рикардо»: как Соркин, Кидман и Бардем разоблачают изнанку американских ситкомов

На Amazon Prime вышел фильм Аарона Соркина «Быть Рикардо»

Forbes
За сколько можно похудеть на 10 кг и больше: 4 женщины рассказали о своем опыте За сколько можно похудеть на 10 кг и больше: 4 женщины рассказали о своем опыте

Историй похудения: этим женщинам удалось похудеть на 10 кг и даже больше!

Cosmopolitan
Болевая «Почка»: почему все обсуждают новый российский сериал о женщине-коррупционере Болевая «Почка»: почему все обсуждают новый российский сериал о женщине-коррупционере

Почему сериал «Почка» наделал много шума

Forbes
Помнить всё Помнить всё

Можно ли настроить свой мозг на работу без багов?

Psychologies
Игра с понятиями Игра с понятиями

Включение Кавказа в состав Российской империи — завоевание или усмирение?

Дилетант
Историк развеял 8 мифов о Титанике, которые породил культовый фильм Историк развеял 8 мифов о Титанике, которые породил культовый фильм

Единственная правда в культовом фильме о Титанике то, что он затонул

Playboy
В скальном могильнике на Северном Кавказе обнаружили мумию женщины В скальном могильнике на Северном Кавказе обнаружили мумию женщины

Археологи обнаружили в скальном могильнике мумифицированные останки человека

N+1
«На музыке: Наука о человеческой одержимости звуком» «На музыке: Наука о человеческой одержимости звуком»

Отрывок из книги Дэниела Левитина о том, как наш мозг воспринимает музыку

N+1
Как построить коллайдер на Луне (и зачем) Как построить коллайдер на Луне (и зачем)

Сооружение невиданных масштабов – ускоритель частиц, змеей обвивающий Луну

Популярная механика
Как панды набирают вес, если едят только бамбук Как панды набирают вес, если едят только бамбук

Как панды набирают вес и переносят холодные зимы без спячки?

Популярная механика
Чужой среди своих: самый полный гид по аутоиммунным заболеваниям Чужой среди своих: самый полный гид по аутоиммунным заболеваниям

Что нужно знать об аутоиммунных заболеваниях и почему они возникают?

Cosmopolitan
Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту

Ракета-носитель высотой 3,5 метра преодолела высоту в 20 км

Популярная механика
«Эй, продюсер!» — как в России зарабатывают новоформатные лейблы независимых артистов «Эй, продюсер!» — как в России зарабатывают новоформатные лейблы независимых артистов

Как устроены новые музыкальные лейблы и на чем они зарабатывают

Inc.
Полеты на паутине и отстрел зомби: топ-7 игр, наполненных духом Рождества Полеты на паутине и отстрел зомби: топ-7 игр, наполненных духом Рождества

Подборка самых интересных релизов, чтобы ты не скучал на новогодних праздниках

Maxim
Чудеса изобретательности Джеффа Безоса: зачем Amazon поощряет научную фантастику Чудеса изобретательности Джеффа Безоса: зачем Amazon поощряет научную фантастику

Отрывок из книги Алекса Кантровица об успехах IT-компаний

Forbes
Когда лучше инвестировать в акции Когда лучше инвестировать в акции

Книга «Стоимостное инвестирование в лицах и принципах»

СНОБ
Диетолог назвала 5 продуктов, которые заменят кофе и помогут оставаться бодрыми и продуктивными Диетолог назвала 5 продуктов, которые заменят кофе и помогут оставаться бодрыми и продуктивными

Эти продукты помогут поддерживать высокий уровень энергии и сконцентрированности

Inc.
Рядом с могилой всадника времен Меровингов археологи нашли обезглавленную лошадь Рядом с могилой всадника времен Меровингов археологи нашли обезглавленную лошадь

Ученые раскопали раннесредневековый погребальный комплекс в городе Книттлинген

N+1
«Куб с побелкой уже не заходит»: сколько приносит строительство печей в Подмосковье «Куб с побелкой уже не заходит»: сколько приносит строительство печей в Подмосковье

Основатель компании «Печевед» строит в загородных домах дизайнерские очаги

VC.RU
Художник на все времена Художник на все времена

На выставку «Михаил Врубель» я пришла в один из первых дней её работы

Наука и жизнь
Неудачи останавливают лузеров: почему приговор Элизабет Холмс — угроза для визионеров Неудачи останавливают лузеров: почему приговор Элизабет Холмс — угроза для визионеров

Почему предприниматели, которые двигают прогресс, могут попасть за решетку

Forbes
Мед: польза и вред, калорийность, советы врача Мед: польза и вред, калорийность, советы врача

Действительно ли мед содержит так много витаминов и питательных элементов?

РБК
Какие сигналы обществу подает новогодний кинопрокат Какие сигналы обществу подает новогодний кинопрокат

Какой диагноз обществу ставят картины «Портрет незнакомца» и Don’t Look Up

СНОБ
Искусственный или натуральный: 9 мифов о производстве меха Искусственный или натуральный: 9 мифов о производстве меха

Вокруг добычи меха много мифов — какие из них не имеют отношения к реальности

РБК
Стала мамой от донора спермы и счастлива: как сегодня живет Лариса Черникова Стала мамой от донора спермы и счастлива: как сегодня живет Лариса Черникова

Как сложилась судьба автора "Влюбленный самолет" Ларисы Черниковой?

Cosmopolitan
Открыть в приложении