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

Как найти друзей, если вы страдаете психическим расстройством? Как найти друзей, если вы страдаете психическим расстройством?

Как завести друзей тем, кто страдает депрессией и тревогой?

Psychologies
Opel Zafira Life — автомобиль, который подходит и многодетным отцам, и холостякам Opel Zafira Life — автомобиль, который подходит и многодетным отцам, и холостякам

Opel Zafira Life — едва ли не лучший микроавтобус для путешествий с семьей

Maxim
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
У кого самый маленький член и где прячется ее оргазм: 35 удивительных фактов о половых органах У кого самый маленький член и где прячется ее оргазм: 35 удивительных фактов о половых органах

Размер имеет значение, но не только он

Playboy
20 фильмов с закрученным сюжетом и непредсказуемым концом 20 фильмов с закрученным сюжетом и непредсказуемым концом

Кино, от которого невозможно оторваться

Playboy
12 продуктов, в которых содержится много железа 12 продуктов, в которых содержится много железа

Восполнить недостаток железа помогут продукты из нашего списка

Cosmopolitan
Как студент из Казани в 27 лет возглавил разработку беспилотников «единорога» Arrival Как студент из Казани в 27 лет возглавил разработку беспилотников «единорога» Arrival

Павел Савинков — о том, как почему важно в работе видеть мечту?

Forbes
6 мультфильмов 2021 года, которые понравятся и детям, и взрослым 6 мультфильмов 2021 года, которые понравятся и детям, и взрослым

5 классных новых мультфильмов, на которых зевать точно не будет никто!

Cosmopolitan
Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми

На какие аспекты материнства стоит обратить внимание депутатам?

Forbes
История «Голубого огонька»: когда зажегся, как сиял и почему потух? История «Голубого огонька»: когда зажегся, как сиял и почему потух?

«Голубой огонёк»: от взлета в 60-х до кончины в 80-х и возрождения в конце 90-х

Esquire
Почему важно есть киви: польза, противопоказания, мнения экспертов Почему важно есть киви: польза, противопоказания, мнения экспертов

Киви — внесезонная ягода, в которой есть витамины В, С, К, антиоксиданты

РБК
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
История одного здания: «Бутылка» в Новой Голландии История одного здания: «Бутылка» в Новой Голландии

Знакомьтесь с историей необычного здания «Бутылка» в Новой Голландии

Культура.РФ
«Чего там идти-то?..» «Чего там идти-то?..»

«Буревестник» затонул при таких обстоятельствах, что все виновные были на виду

Дилетант
Мода, гастрономия, анимация: успешные российские индустрии за рубежом Мода, гастрономия, анимация: успешные российские индустрии за рубежом

Какие отечественные бренды и проекты добиваются заметных успехов за рубежом

РБК
Как появилась Луна: удачные и неудачные теории ученых Как появилась Луна: удачные и неудачные теории ученых

Как возник единственный спутник Земли?

Популярная механика
Как быстро похудеть: 3 простых метода Как быстро похудеть: 3 простых метода

Способов безопасного похудения не так уж и мало, как кажется на первый взгляд

Cosmopolitan
«Леша никогда не хотел Сэма! Даже когда он родился»: Айза упрекнула Гуфа «Леша никогда не хотел Сэма! Даже когда он родился»: Айза упрекнула Гуфа

Айза Долматова рассказала об отношениях с бывшим мужем

Cosmopolitan
Чем отличается ультрабук от ноутбука и что лучше выбрать Чем отличается ультрабук от ноутбука и что лучше выбрать

Ультрабуки часто сравнивают и путают с ноутбуками

Playboy
Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции? Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции?

Почему 25 января считался самым пьяным и безумным днем в Москве

Maxim
Внутренние войска Внутренние войска

Манкировать витаминами в последнее время стало просто неприлично

Tatler
Как глобальное потепление изменяет свойства алкоголя и его потребление Как глобальное потепление изменяет свойства алкоголя и его потребление

Изменение климата лишает нас коньяка, делает вино крепче, а пиво — дороже

СНОБ
Тормозной суппорт: как устроен и чем важен Тормозной суппорт: как устроен и чем важен

Что такое суппорт, зачем он нужен, как устроен и чем опасен его выход из строя

РБК
Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле

Натяжение струны между кварком и антикварком уменьшается при магнитном поле

N+1
Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт

Как технологии трансформируют спортивную индустрию и меняют пользователей

Популярная механика
Русского парня усыновили за границей: через 20 лет он вернулся к семье на родину Русского парня усыновили за границей: через 20 лет он вернулся к семье на родину

История Алекса, который искал своих биологических родителей в России

Cosmopolitan
От Инстасамки до Давы: эти блогеры разбогатели благодаря пластическим операциям От Инстасамки до Давы: эти блогеры разбогатели благодаря пластическим операциям

После череды пластических операций, жизнь этих блогеров изменилась

Cosmopolitan
Выживут только блокчейны: зачем криптоискусству понадобились NFT-токены Выживут только блокчейны: зачем криптоискусству понадобились NFT-токены

В мире только и разговоров, что о криптовалюте и NFT-токенах

Популярная механика
Палеогенетики обнаружили в Сирии древнейших гибридных животных Палеогенетики обнаружили в Сирии древнейших гибридных животных

Животные оказались непохожи на обычных лошадей, ослов или онагров

N+1
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
Открыть в приложении