Adaptive Optics Facility (AOF) to długoterminowy projekt prowadzony przez Europejskie Obserwatorium Południowe na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT), znajdującym się w Obserwatorium Paranal w Chile. AOF ma zapewniać optykę adaptacyjną dla instrumentów pracujących na jednym z teleskopów wchodzących w skład VLT (teleskop nr 4, oznaczony jako UT4, albo nazwą Yepun).

Optyka adaptacyjna, zwana także adaptatywną, a czasem adaptywną, została opracowana w celu niwelowania niekorzystnych efektów, jakie na obrazy obiektów astronomicznych wywiera ziemska atmosfera. W szczególności turbulencje atmosferyczne powodują, że obrazy nie są tak ostre, jak w przypadku obserwacji z przestrzeni kosmicznej ponad atmosferą. Stosowana jest praktycznie we wszystkich największych teleskopach naziemnych na świecie, a opracowywane są coraz lepsze jej wersje.

Podstawowym elementem systemu korekcyjnego jest odkształcalne zwierciadło wtórne, które sterowane komputerowo może korygować kształt nawet tysiąc razy na sekundę. Drugim niezbędnym elementem jest gwiazda porównania na niebie. System obserwuje względnie jasną gwiazdę w pobliżu naszego obiektu obserwacji, dokonuje analiz zaburzeń obrazu i wprowadza korekty, na bieżąco zmieniając kształt zwierciadła.

Niestety, nie w każdym przypadku tuż obok obiektu, który w danej chwili astronomowie chcą obserwować, są jasne gwiazdy. Dlatego naukowcy wytwarzają „sztuczne gwiazdy” na niebie. Potężne laser świeci w górę i pobudza do świecenia atomy sodu w warstwie atmosfery na wysokości około 90 km. W przypadku VLT i systemu AOF jest to laser o nazwie Four Laser Guide Star Facility (4LGSF) o mocy 22 watów, który kieruje w niebo aż cztery laserowe wiązki.

Potem czujniki modułu o nazwie GALACSI używają tej sztucznej gwiazdy do określenia warunków atmosferycznych. GALACSI potrafi w szerokim polu widzenia korygować wpływ od turbulencji w warstwie atmosfery do jednego kilometra nad teleskopem. W przygotowaniu jest jeszcze drugi tryb pracy (dla wąskiego pola), w którym korygowane będą turbulencje zachodzące na prawie dowolnej wysokości. Jego start jest zaplanowany na 2018 r.

Nowy system AOF na teleskopie VLT uzyskał pierwsze światło przy obserwacjach razem z instrumentem MUSE. Uzyskano dwukrotnie lepszy kontrast niż do tej pory. Dzięki temu można będzie badać jeszcze słabsze i jeszcze dalsze obiekty we Wszechświecie.

„System AOF właściwie odpowiada wyniesieniu teleskopu VLT o 900 metrów wyżej, nad większą część turbulentnej warstwy atmosfery. Dawniej, jeśli chcieliśmy uzyskać ostrzejsze obrazy, musieliśmy znaleźć lepsze miejsce od obserwacji albo użyć teleskopu kosmicznego, ale teraz, dzięki AOF, możemy wytwarzać dużo lepsze warunki obserwacyjne dokładnie tutaj, za ułamek kosztów!” - tłumaczy Robin Arsenault, kierownik projektu AOF.

Oprócz bezpośrednich korzyści dla bieżących obserwacji naukowych, praca z systemem optyki adaptacyjnej nowej generacji na VLT da naukowcom i inżynierom doświadczenie niezbędne przy konstrukcji jeszcze lepszych systemów dla budowanego obecnie Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT), który ma rozpocząć działanie w 2024 roku. (PAP)

cza/ agt/