Teleskop-Upgrade erzeugt erstaunlich klare Ansichten des Weltraums

"Twinkle, funkle, little star" ist ein verdrehtes Wiegenlied für Astronomen, denn der Effekt, der den zufälligen Stargazer verzaubert, verwischt Bilder, die selbst von den leistungsstärksten Teleskopen aufgenommen wurden.

Manchmal als "astronomisches Sehen" bekannt, wird das Blinzeln oder Unschärfen durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre verursacht, die die Sicht eines Teleskops beeinträchtigen. Astronomisches Sehen ist der Grund, warum Astronomen in die Berge strömen, die in die Atmosphäre eindringen und warum Weltraumteleskope so wertvoll sind. [Laser-Aided 'Hawk' Kamera fängt spektakuläre neue Sicht des Sternhaufens]

Neue, von der European Southern Observatory veröffentlichte Fotos zeigen, wie schwer der Effekt sein kann - und wie eine Technologie namens adaptive Optik das Problem reduzieren kann. Um die verschiedenen angebotenen Bildqualitätsstufen zu vergleichen, konzentrieren sich alle Fotografien auf Neptune.

Die Bilder stammen vom Very Large Telescope des Observatoriums in Chile, das an einem seiner Teleskope ein neues, adaptives Optikmodul besitzt. Adaptive Optiken erzeugen schärfere Bilder, indem sie Störungen aus der Atmosphäre kompensieren. Dazu verfolgt das System einen bestimmten Stern, um zu sehen, wie sein Licht von der Atmosphäre gestört wird. Dann stellt es das Betrachtungssystem ein, um diesen Unschärfeeffekt umzukehren und Bilder zu erzeugen, die viel weniger verschwommen sind.

Aber die Astronomen wollen sich nicht darauf beschränken, Objekte in der Nähe von Sternen zu beobachten, die für diesen Kompensationsprozess verwendet werden können. Anstatt also auf natürliche Sterne zu setzen, verwenden einige adaptive Optiksysteme Laser, um ihre eigenen "Sterne" zu erzeugen.

Das neue System des Very Large Telescope, genannt Galacsi, führt auf diese Weise adaptive Optiken, die sich auf vier Laser als "Leitsterne" stützen. Die Laser leuchten leuchtend orange, wobei jeder Strahl einen Durchmesser von 30 Zentimetern hat.

Das System beobachtet, wie sich diese Laser aufgrund von atmosphärischen Turbulenzen verändern, und signalisiert dem biegsamen Spiegel des Teleskops, genau in der richtigen Weise neu zu kalibrieren, um die Turbulenz zu negieren. Dieser Vorgang wiederholt sich laut der Einrichtung etwa 1000 Mal pro Sekunde.

Das System eliminiert den Effekt von mehr als einer halben Meile (900 Meter) der Atmosphäre unmittelbar über dem Teleskop - als ob es das Teleskop physisch über den aktivsten Teil der Atmosphäre hinaus anheben würde.

Das System gleicht die Atmosphäre so gut aus, dass die mit dem System aufgenommenen Testbilder ungefähr so ÔÇőÔÇőscharf sind wie die Fotos vom Hubble Space Telescope - das sich nicht mit dem Phänomen befassen muss. Anstatt Neptun nur als violette blaue Unschärfe zu zeigen, wie es das Teleskop vor seiner Aktualisierung getan hat, zeigen die neuen Bilder die farbigen Gasbändern, die Neptuns Atmosphäre ausmachen.

Die European Southern Observatory hat in letzter Zeit die adaptive Optik vorangetrieben und letzte Woche Testbilder von einem zweiten System am Standort veröffentlicht.

Die neuen Systeme sind auch Praxis für das nächste große Projekt der Organisation, das Extremely Large Telescope, das ein ähnliches adaptives Optiksystem auf ein viel größeres Teleskop anwenden wird. Dieses Teleskop ist derzeit im Aufbau; Wissenschaftler hoffen, dass es 2024 in Betrieb gehen wird.