Nå kan et bakkebasert teleskop ta klarere bilder enn Hubbleteleskopet

Hvordan er det mulig? Svaret er adaptiv optikk.

Hubbleteleskopet er kjent for sine fantastiske bilder av verdensrommet. Som romteleskop, har Hubbleteleskopet den enorme fordelen at lyset fra fjerne himmelobjekter ikke trenger å passere gjennom Jordens atmosfære før teleskopet kan ta bilde av det. For bakkebaserte teleskoper er atmosfæren en notorisk pine.

En turbulent atmosfære

I atmosfæren finner vi turbulens, lysforurensning, vær og støvpartikler som risikerer å gjøre bildene av fjerne himmellegemer grumsete. Ved å velge et bra observasjonssted kan du slippe unna dårlige lys- og luftforhold i stor grad. For eksempel kan du velge toppen av et øde fjell i Chile med tørt klima, som er hvor European Southern Observatory (ESO) har bygd sine teleskoper. Det er alltid en god idé å befinne seg høyt oppe, for jo høyere opp du er, desto mindre atmosfære vil det være for lyset å passere gjennom før det treffer teleskopet ditt. Dessuten vil mange av skyene befinne seg under deg i stedet for over deg. Og ved å befinne deg et øde sted, kan du i stor grad slippe unna lysforurensning.

ESOs La Silla-observatorium som befinner seg 2400 meter over havet. Bilde: ESO/B. Tafreshi (twanight.org) (fargene er justert)

Men uansett hvor bra plassering du gir bakketeleskopet dit, vil turbulensen i atmosfæren alltid være der og sette sine begrensninger på hvor klare observasjonene dine kan bli. Turbulens er uregelmessige bevegelser i atmosfæren som får lyset fra astronomiske objekter til å hoppe rundt i luften før lyset kommer frem til teleskopet. Det er turbulens som får stjerner til å se ut som de blinker på himmelen når du ser på dem (de blinker ikke på ordentlig).

Så hva gjør man?

Klar stjernehimmel med adaptiv optikk

Dersom du visste akkurat hvordan turbulensen fikk lyset fra fjerne himmellegemer til å endre seg på veien gjennom atmosfæren til enhver tid, kunne du reversert effekten og få et helt klart bilde. Det er dette som er ideen bak adaptiv optikk.

Et teleskop består av en serie speil som lyset treffer før det fanges opp av et kamera eller måleinstrument. Speilene forsøker å fokusere lysstrålen mest mulig for å gi et klarest mulig bilde. I et adaptiv optikk-system må ett av speilene være deformerbart. En sensor måler hvordan atmosfæren påvirker lyset som beveger seg gjennom atmosfæren over så små tidsrom som bare noen få millisekunder. Deretter beregner datamaskinen seg frem til hvordan teleskopspeilet må deformeres i sanntid for å kansellere atmosfærens effekt på det innkommende lyset!

For å få et bra lyssignal å basere beregningene av turbulensen på, bruker teleskopene gjerne lasere. Lasere skytes opp mot himmelen hvor laserstrålen får atomer i atmosfæren til å reagere og sende ut lys, som sensoren deretter analyserer.

ESOs Very Large Telescope (VLT) har nylig testet ut sitt oppdaterte adaptiv optikk-system og resultatene av dette «trikset» er mildt sagt imponerende:

Neptun fotografert av ESOs Very Large Telescope med og uten adaptiv optikk aktivert. Bilde: ESO/P. Weilbacher (AIP)

Tar opp kampen med Hubbleteleskopet

Den nye adaptiv optikk-teknologien på VLT er så bra at skarpheten til observasjonene som gjøres med teleskopet ikke lenger er begrenset av turbulensen i atmosfæren. Dette har gjort at teleskopet faktisk tar skarpere bilder enn Hubbleteleskopet.

Hovedfordelen til et romteleskop er nettopp at det befinner seg utenfor atmosfæren. Hovedfordelen med bakkebaserte teleskop, er derimot at de kan bygges mye større enn romteleskop. VLT har et hovedspeil med diameter på 8,2 meter, mens Hubbleteleskopets speil har en diameter på 2,4 meter. Det betyr at VLT kan samle mye mer lys enn Hubbleteleskopet klarer, som gir bedre bilder.

Neptun fotografert av VLT med adaptiv optikk, sammenlignet med et bilde av Neptun tatt av Hubbleteleskopet. erk at de to bildene ikke ble tatt samtidig, så de viser derfor ikke like overflatetrekk på Neptun. Bilde: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, og M.H. Wong og J. Tollefson (UC Berkeley)

Men selv om adaptiv optikk-teknologien er imponerende, kan vi ikke slutte med romteleskoper av den grunn. Å bruke adaptiv optikk på bakkebaserte teleskoper fungerer bare i synlige bølgelengder (ca. 400–750 nm). Andre bølgelengder, som for eksempel ultrafiolett og infrarød stråling, blir absorbert av atmosfæren vår, og kan derfor bare observeres fra verdensrommet. Dette er stråling som Hubbleteleskopet (115–1700 nm) kan se fra sin plass i verdensrommet.

Hvilke bølgelengder som blir absorbert av atmosfæren vår. Det er hovedsakelig synlig lys og radiobølger som kan observeres fra bakken. Resten av bølgelengdene trenger vi romteleskop for å se. Figur: NASA/Wikipedia Commons

Hubbleteleskopet kommer til å gi seg i løpet av noen år og det kommende James Webb-teleskopet (JWST) tar over. JWST observerer i mer infrarøde bølgelengder enn Hubbleteleskopet (JWST: 600–28 500 nm), og er derfor ikke en full erstatning for Hubbleteleskopet, ettersom det ikke kan se noe særlig av synlige bølgelengder. Men nå har vi bakketeleskop som VLT som kan fylle inn for Hubbleteleskopet i den synlige delen av lysspekteret!

Les mer:

Hovedbilde: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, og M.H. Wong og J. Tollefson (UC Berkeley)

Relaterte innlegg

4 tanker om «Nå kan et bakkebasert teleskop ta klarere bilder enn Hubbleteleskopet»

  1. Utrolig bilde. Jeg var på Palomar i 2002, og da testet de ut et adaptiv optikk system på Hale teleskopet som skulle brukes på Keck teleskopene på Hawaii. Det rare er at de også brukte Neptun som testobjekt, det var i hvert fall det bildet jeg fikk se (ref artikkel i Astronomi 02/2003). Da sammenlignet de med og uten det adaptive optikk systemet. Dette er neste generasjon (eller kanskje to generasjoner senere), og kvaliteten er forbedret utrolig mye.

  2. For min del skal jeg være her i ferien og høre på hvor de andre drar følge med på bølgevandringen,drive på de med hjelp av litt medvind!God ferie med jobbing og turopplevelser!🌊🌞

Legg inn en kommentar

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.