Set Ulang Optik Interferometri Teleskop Array untuk Pandangan Tajam Bintang

Tinuku
(KeSimpulan) Optik interferometri tidak lagi di pinggiran di bidang astronomi. Menghadap Los Angeles, enam kubah kecil bersarang di tengah hutan pinus di puncak Gunung Wilson. Masing-masing teleskop 1 meter di dalam bangunan tersebut tidak dapat bersaing dengan teleskop besar ruang angkasa berbasis darat. Tapi secara kolektif, teleskop Mount Wilson memproduksi beberapa gambar paling tajam yang pernah dibuat.

Teleskop array yang tersebar berbentuk Y di bagian atas gunung merupakan bagian dari Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA). Cahaya dari masing-masing disalurkan melalui tabung vakum ke sebuah central shed, dimana dikombinasikan dalam proses yang disebut interferometry (Bahasa Indonesia menyebut interferometri).

Menggabungkan balok cahaya dari kubah-kubah yang terpisah memberikan CHARA kekuatan untuk menyelesaikannya atau ketajaman yang setara dengan teleskop tunggal dengan cermin 330 meter. Ini 50 kali lebih baik dibandingkan resolusi Teleskop luar angkasa Hubble hingga memungkinkan CHARA untuk melihat rincian pada permukaan bintang-bintang di mana teleskop lain hanya melihat gumpalan cahaya buram.

Radio astronomi telah mengandalkan interferometri selama lebih dari setengah abad, namun astronomi optik tertinggal. Sekarang, optik interferometri telah kadaluwarsa. Beberapa observatorium yang memproduksi hasil ilmiah secara kuat, termasuk satu yang dilaporkan dalam 870 halaman oleh peneliti menggunakan CHARA array.

Pada akhir tahun lalu, tim mencitrakan piringan debu hampir selebar Tata Surya seperti merayap di depan sebuah bintang tua besar yang terbungkus cahaya. Ini adalah gambar langsung pertama dari sistem gerhana biner yang telah membingungkan astronom selama lebih dari satu abad. "Inilah aktivitas kami ke dunia astronomi radio yang telah dapat dinikmati observatoris selama puluhan tahun," kata Robert Stencel, astronom dari University of Denver di Colorado dan rekan-rekannya.

Sejak awal, para astronom radio menikmati beberapa keunggulan dibandingkan dengan pengamat optik. Atmosfer bumi tidak mengkaburkan gelombang radio seperti halnya panjang gelombang cahaya yang lebih pendek. Selain itu, sinyal radio berkumpul di parabola terpisah yang dapat didigitalkan, dikirimkan secara elektronik, kemudian digabungkan menjadi sebuah pola interferensi (dasar gambar resolusi tinggi). Kemudahan penanganan ini telah memungkinkan para astronom radio untuk menggabungkan data dari parabola seluruh dunia, menciptakan virtual array dengan garis selebar Bumi itu sendiri.

Tapi dengan optik interferometri, observatoris harus menjalin balok cahaya redup secara real time oleh routing melalui lorong dengan tingkat presisi nanometer. Mereka juga harus melawan efek kabur dari atmosfer menggunakan teknologi rumit yang disebut adaptive optics. Dan karena banyak optik array menggunakan teleskop yang relatif kecil, mereka mengalami kesulitan mengumpulkan cukup cahaya untuk mempelajari apa pun kecuali bintang terang di dekatnya.

Meskipun banyak kendala, optik interferometri telah menghasilkan pemahaman baru tentang bintang, seperti bagaimana binary systems swap mass dan bagaimana tonjolan bintang ketika mereka berputar. Sekarang, para astronom mendorong teknik ini dengan menggabungkan cahaya lebih dari dua teleskop. Beberapa balok cahaya tidak hanya menjadikan pengumpulan data lebih efisien (foton lebih banyak tertangkap dan berguna), mereka juga menyediakan cross-cek bagi data, sehingga lebih mudah untuk membangun gambar dari pola interferensi. Demonstrasi pertama CHARA adalah empat balok cahaya combiner pada tahun 2007, dan pada tahun depan direncanakan mencoba untuk mencatat enam balok sekaligus.

Ujicoba yang sulit telah menjadi operasi rutin, membuka proses untuk astronom yang bukan ahli interferometri. "Sekarang kita mendapatkan observatoris yang lebih umum," kata Fran├žoise Delplancke, kepala interferometry group for the European Southern Observatory's Very Large Telescope Interferometer (VLTI) di Chile. Jumlah workpaper ilmiah berdasarkan interferometri optik telah naik juga, dari 9 pada tahun 1999 menjadi 56 pada tahun 2009. VLTI fokus didukung Eropa dan bertanggung jawab untuk sekitar setengah dari anggotanya.

Dukungan untuk fasilitas dari Amerika Serikat lebih terfragmentasi. CHARA merupakan operasi yang dijalankan universitas dan didukung oleh National Science Foundation. Satu saingan potensial, Magdalena Ridge Observatory di New Mexico, telah mengalami penundaan karena masalah pendanaan. Sebuah interferometer yang didukung oleh NASA melibatkan teleskop kembar Keck 10 meter di Hawaii yang seharusnya untuk meningkatkan kemampuan VLTI seperti dengan penambahan 4 sampai 6 teleskop cadik. Tapi proyek tambahan itu tergelincir pada tahun 2006 atas keprihatinan lingkungan dan budaya tentang membangun teleskop baru di Mauna Kea summit.

Namun tidak semua orang di Mauna Kea menyerah yang memegang konsentrasi terbesar teleskop besar di Bumi. Guy Perrin, astronom dari Paris Observatory dan peneliti utama untuk Optical Hawaiian Array for Nano-radian Astronomy (OHANA), menghubungkan tujuh teleskop besar di puncak menjadi array dengan baseline 800 meter. Sebagai bukti prinsip, Perrin menggabungkan cahaya dari dua teleskop Keck melalui serat optik halus sehingga meniadakan kebutuhan untuk menghubungkan teleskop dengan tunnel.

Selama seminggu terakhir Perrin sibuk melaksanakan tahap kedua fibre-optic link untuk menghubungkan Gemini North telescope ke Canada-France-Hawaii Telescope. Berakhir di Chili yaitu VLTI, Perrin membantu mengembangkan optik terintegrasi yang akan menggabungkan cahaya efisien pada chip silikon kecil daripada dalam jumlah besar (ruang rumit).

Meskipun rintangan teknologi untuk OHANA project masih tinggi, Perrin mengatakan bahwa masalah yang lebih besar akan dihadapi semua observatoris di Mauna Kea untuk secara bersamaan menawarkan waktu teleskop mereka sebuah sumber daya yang berharga dan dijaga keras. "Akan lebih mudah untuk meyakinkan masyarakat yang berada di balik teleskop, jika kita pertama menunjukkan interferometri yang merupakan pemain besar di bidang ilmu pengetahuan hari ini," kata Perrin.
  1. Kloppenborg, B. et al. Nature 464, 870-872 (2010).
  2. Monnier, J. D. et al. Science 317, 342-345 (2007).
  3. Perrin, G. et al. Science 311, 194 (2006).
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment