‘Взломанный’ телескоп астрономов обнаружил однобокую звезду
Размер имеет значение для разрешения изображения, получаемого телескопом. Чем больше смотровая диафрагма, тем больше света она может собрать. Большее количество света помогает выявить более тусклые космические объекты, а также повысить четкость самих изображений.
Для астрономов наилучшие результаты обычно получаются при обмене изображениями между телескопами по всему миру, которые связаны между собой. Однако исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Национальной астрономической обсерватории Японии продемонстрировали, что такой сетевой подход не всегда необходим. Чтобы получить самое четкое представление о темно-красном диске далекой звезды, излучающем спектральный свет альфа-водорода, все, что им было нужно, — это один-единственный телескоп. Как они объясняют в своем исследовании, недавно опубликованном в Astrophysical Journal Letters, это достижение было достигнуто благодаря тонко настроенному оптическому волокну, называемому фотонным фонарем.
В традиционных камерах предел дифракции (или максимальное количество деталей, которые они могут запечатлеть) ограничен волновой природой света. Фотонный фонарь обходит эти волны, сначала разделяя свет на отдельные длины волн. По словам ученых, этот процесс подобен разделению одного музыкального аккорда на ноты. Затем астрономы использовали фотонный фонарь, чтобы дополнительно разделить эти световые фронты по цвету, как радугу.
“Это устройство разделяет звездный свет в соответствии с его колебаниями, сохраняя тонкие детали, которые в противном случае теряются”. Об этом говорится в заявлении соавтора исследования Ю Чжон Кима. “Повторно собрав результаты измерений, мы смогли восстановить изображение диска вокруг ближайшей звезды с очень высоким разрешением”.
Ким и ее товарищам по команде изначально мешал визуальный шум, исходящий от атмосферы Земли. Подобно тому, как в жаркий солнечный день горизонт может казаться волнистым, их телескоп продолжал отображать объекты так, как будто они колеблются. Первым шагом к решению проблемы стала адаптивная оптика. Этот процесс постоянно устраняет атмосферную турбулентность, которая вызывает эти волны в реальном времени. Однако вскоре команда поняла, что им нужны дополнительные инструменты.
“Даже с адаптивной оптикой фотонный фонарь был настолько чувствителен к колебаниям волнового фронта, что мне пришлось разработать новую технологию обработки данных, чтобы отфильтровать оставшуюся атмосферную турбулентность, — рассказывала Ким.
После применения этого фильтра команда получила беспрецедентное представление о звезде в созвездии Малого пса под названием бета Малого Пса (β CMi). Расположенный на расстоянии около 162 световых лет от Земли, β CMi окружен диском водорода, движущимся с невероятной скоростью. Из-за эффекта Доплера газ, стремительно движущийся к Земле, светится синим, в то время как удаляющийся газ светится красным. Таким образом, изменение цвета приводит к тому, что видимое положение звездной системы меняется в зависимости от длин волн.
После использования своей новой методики астрономы измерили изменения изображений звезды, зависящие от цвета, с точностью, в пять раз превышающей точность предыдущих наблюдений. При этом они также обнаружили нечто неожиданное: диск звезды искривлен. По словам Ким, теперь другой исследовательский отдел должен выяснить, почему это так.
“Мы не ожидали обнаружить подобную асимметрию”, — сказала она. “Объяснить ее присутствие будет задачей астрофизиков, моделирующих эти системы”.
Другие статьи: