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 заграничных фильмов, которые собрали больше всего зрителей в СССР 10 заграничных фильмов, которые собрали больше всего зрителей в СССР

Фильмы из других стран, полюбившиеся жителям СССР

Maxim
Посмотрите на автомобили, которые опередили свое время Посмотрите на автомобили, которые опередили свое время

Автомобили, которые появились на рынке слишком рано

Популярная механика
Данил Стеклов: Данил Стеклов:

Интервью со звездой сериала «Седьмая симфония» Данилом Стекловым

Караван историй
Море за спиной. Три рассказа Елены Панделис Море за спиной. Три рассказа Елены Панделис

Рассказы Елены Панделис указывают на таинственную дверь в другой, особый мир

СНОБ
Археологи обнаружили у неандертальцев развитую мелкую моторику Археологи обнаружили у неандертальцев развитую мелкую моторику

Они обнаружили, что древние люди с Алтая держали ретушеры тремя пальцами

N+1
«Люблю шоколад и тортики»: что главная фитоняшка планеты ест каждый день «Люблю шоколад и тортики»: что главная фитоняшка планеты ест каждый день

Как живет и чем питается самая главная фитоняшка Катрин Таня Давидсдоттир

Cosmopolitan
Интернет VS врач Интернет VS врач

Ты когда-нибудь гуглила симптомы своего состояния, когда плохо себя чувствовала?

Лиза
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
Наглядности ради: как эффектно представить данные в табличных редакторах Наглядности ради: как эффектно представить данные в табличных редакторах

Как представить скучные колонки цифр в понятном и визуально привлекательном виде

CHIP
Внутренние войска Внутренние войска

Манкировать витаминами в последнее время стало просто неприлично

Tatler
25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Женщины очень разные. В этом-то и проблема. И что они не любят — сложно понять

Maxim
5 фильмов с Гаспаром Ульельем, которые стоит пересмотреть прямо сейчас 5 фильмов с Гаспаром Ульельем, которые стоит пересмотреть прямо сейчас

Мы вспоминаем самые яркие моменты улетевшей кометы по имени Гаспар Ульель

Maxim
Наночастицы золота помогли селективно окислить метан Наночастицы золота помогли селективно окислить метан

Химики научились селективно окислять метан

N+1
Как пережить конец света: лучшие фильмы про апокалипсис и выживание Как пережить конец света: лучшие фильмы про апокалипсис и выживание

Фильмы о том, как человечество пытается пережить апокалипсис

Forbes
Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда

Пока год не обзавелся хитами, предлагаем вспомнить проверенные временем проекты

РБК
Остров для черепахи Брэнсона и $30 млн собакам Опры: как живут питомцы миллиардеров Остров для черепахи Брэнсона и $30 млн собакам Опры: как живут питомцы миллиардеров

Рассказываем о любимцах Марка Цукерберга, Илона Маска и других миллиардеров

Forbes
Как спасти комнатное растение от увядания Как спасти комнатное растение от увядания

Делимся несколькими советами, которые могут помочь «оживить» любимое растение

Популярная механика
Как влияют на полёты самолётов вышки 5G: страшная правда Как влияют на полёты самолётов вышки 5G: страшная правда

Мобильная связь 5G может помешать работе оборудования самолётов?

Популярная механика
Древние жители Афонтовой горы оказались охотниками на зайцев Древние жители Афонтовой горы оказались охотниками на зайцев

Жители Афонтовой горы использовали разнообразное оружие в охоте

N+1
NX, ты не RAV! Тест-драйв нового (правда!) Lexus NX NX, ты не RAV! Тест-драйв нового (правда!) Lexus NX

Смена поколений для «Лексуса» прошла под знаком принятия самого себя

РБК
Фотограф Арсений Котов, побитый в Каире: «Больше я в Египет ни ногой» Фотограф Арсений Котов, побитый в Каире: «Больше я в Египет ни ногой»

Российский блогер и фотограф Арсений Котов попал в передрягу в Каире

РБК
Как менялась Рената Литвинова: из угловатой девчонки в утонченную диву Как менялась Рената Литвинова: из угловатой девчонки в утонченную диву

В это трудно поверить, но Ренате Литвиновой уже 55 лет!

Cosmopolitan
Сколько калорий нужно съедать в день, чтобы похудеть Сколько калорий нужно съедать в день, чтобы похудеть

Сокращение калорий может стать эффективным способом снижения веса

Cosmopolitan
22 продукта с высоким содержанием клетчатки, которые стоит включить в рацион 22 продукта с высоким содержанием клетчатки, которые стоит включить в рацион

Клетчатка обладает большим количеством полезных свойств

Cosmopolitan
От экрана в горах до модного показа в фонтане: как исторические места превращают в рекламу От экрана в горах до модного показа в фонтане: как исторические места превращают в рекламу

Реклама в исторических местах — масштабно, эффектно и очень дорого!

Playboy
Самый древний язык, или как разговаривали наши предки Самый древний язык, или как разговаривали наши предки

Когда появился язык? И какой из ныне существующих языков самый древний?

Популярная механика
7 ингредиентов, которые обязательно должны быть в поливитаминах для женщин 7 ингредиентов, которые обязательно должны быть в поливитаминах для женщин

Какие витамины должны быть в твоем ежедневном рационе?

Cosmopolitan
Как избавиться от эмоционального багажа: 11 методов Как избавиться от эмоционального багажа: 11 методов

Чтобы жить и чувствовать себя счастливым, необходимо разобраться с прошлым

РБК
Оксиды азота и озон помешали насекомым-опылителям найти цветки Оксиды азота и озон помешали насекомым-опылителям найти цветки

Загрязнение воздуха снизило численность опылителей и количество посещений цветов

N+1
Открыть в приложении