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

Недопустимый TON Недопустимый TON

Криптовалютный проект Павла Дурова был высоко оценен инвесторами

Forbes
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.
Умные игрушки Умные игрушки

Что помогает развить детский интеллект?

Здоровье
Климат-контроль vs кондиционер: чем отличаются, как работают, что лучше Климат-контроль vs кондиционер: чем отличаются, как работают, что лучше

Что может климат-контроль и почему он лучше кондиционера?

РБК
Главные модные конфузы Меган Маркл: звездный стилист упрекнул герцогиню Главные модные конфузы Меган Маркл: звездный стилист упрекнул герцогиню

Даже Меган Маркл допускает ошибки, которые портят самые блестящие образы

Cosmopolitan
7 обычных занятий, которые вредят мозгу 7 обычных занятий, которые вредят мозгу

Доступные способы стать глупее, которые многие из нас используют прямо сейчас

Maxim
Виктор Олюшин Виктор Олюшин

Врач, переживший блокаду, продолжает исследовать методы лечения опухолей мозга

Собака.ru
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
Убийцы печени: 5 продуктов, которые лучше убрать из рациона Убийцы печени: 5 продуктов, которые лучше убрать из рациона

Колбаса, алкоголь и даже молоко — что вредит твоей печени?

Cosmopolitan
Зачем нужна зима? Зачем нужна зима?

Преодолеть зиму и стать лучше

GQ
Рубен Симонов: «Для деда Москва была усыпана красивыми женщинами как бриллиантами...» Рубен Симонов: «Для деда Москва была усыпана красивыми женщинами как бриллиантами...»

При дедушке — Рубене Симонове — театр имел свое лицо

Коллекция. Караван историй
Тотальный офлайн: когда и зачем в разных странах выключают интернет Тотальный офлайн: когда и зачем в разных странах выключают интернет

Примеры отключений «всемирной паутины» местными властями

Playboy
«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
На Остоженке На Остоженке

Классика в модном современном прочтении

SALON-Interior
Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе

Каких стратегий поведения нужно придерживаться в первое время на новой работе?

Inc.
Камышовки нашли дорогу домой благодаря магнитным указателям остановки миграции Камышовки нашли дорогу домой благодаря магнитным указателям остановки миграции

Камышки завершают миграцию в точках с определенным магнитным наклонением

N+1
Это может каждый: 5 простых привычек, которые сохранят зубы здоровыми Это может каждый: 5 простых привычек, которые сохранят зубы здоровыми

Как правильно следить за здоровьем зубов?

Cosmopolitan
«Вокруг того света. История и география загробного мира» «Вокруг того света. История и география загробного мира»

Как выглядел потусторонний мир в доимперском Китае?

N+1
Московская гага Московская гага

Как Роман Абрамович из любителя балета стал продюсером шумных постановок

Forbes
100 лет маскулинности от 1917 года до наших дней 100 лет маскулинности от 1917 года до наших дней

В разное время представления, каким должен быть «настоящий мужик», разнились

Домашний Очаг
Беги без оглядки: 9 признаков того, что твой мастер маникюра не профессионал Беги без оглядки: 9 признаков того, что твой мастер маникюра не профессионал

Как найти хорошего мастера маникюра?

VOICE
Отрывок из книги Эллен Руттен «Искренность после коммунизма» Отрывок из книги Эллен Руттен «Искренность после коммунизма»

Новая искренность — феномен, влияние которого на жизнь сложно переоценить

СНОБ
Люди моря Люди моря

Истории моряков — капитанов атомных ледоколов, водолазов и спасателей

Esquire
О шахматах, Корчном и Каспарове. Отрывок из книги гроссмейстера Анатолия Карпова О шахматах, Корчном и Каспарове. Отрывок из книги гроссмейстера Анатолия Карпова

Фрагмент из автобиографии знаменитого гроссмейстера Анатолия Карпова

СНОБ
Нуар, Уильям Фолкнер и Ветхий Завет: кем вдохновлялись братья Коэн? Нуар, Уильям Фолкнер и Ветхий Завет: кем вдохновлялись братья Коэн?

Арен Ванян вспомнил все обращения братьев Коэн к литературе

Esquire
«С самых низов»: как Дина Хабирова прошла путь от хостес до успешного ресторатора «С самых низов»: как Дина Хабирова прошла путь от хостес до успешного ресторатора

Дина Хабирова уже более 25 лет работает в ресторанном бизнесе

Forbes
Вся правда о гивах: реально ли выиграть и сколько на этом зарабатывают звезды Вся правда о гивах: реально ли выиграть и сколько на этом зарабатывают звезды

Гивы — сладкое слово для любителей так называемой халявы

Cosmopolitan
Ресторатор Дмитрий Левицкий — Forbes: «Ночной досуг потянется в спальные районы» Ресторатор Дмитрий Левицкий — Forbes: «Ночной досуг потянется в спальные районы»

Ресторатор Дмитрий Левицкий — зачем ресторатору нужна медийность?

Forbes
Свиристели прилетели! Свиристели прилетели!

В лютые морозы в наши города и сёла прилетают небольшие птахи с хохолками

Наука и жизнь
Валерия Ободзинская: Валерия Ободзинская:

Валерия Ободзинская рассказывает о своем отце Валерии Ободзинском

Караван историй
Открыть в приложении