MUSE görüntülerinde dikkat çekici iyileştirmeler sağlandı
ESO’nun Çok Büyük Teleskop’undan birini oluşturan Birim Teleskop 4 (The Unit Telescope, Yepun) artık tümüyle bir uyarlanabilir teleskop haline geldi. On yıldan uzun süren bir planlama, inşa ve test sürecinden sonra ilk ışığını MUSE aygıtı ile alan Uyarlanabilir Optik Tesisi (AOF) gezegenimsi bulutsular ve gökadaların inanılmaz netlikteki görüntülerini kaydetti. AOF ve MUSE birlikteliği şimdiye kadar yer-konuşlu gökbilim için oluşturulan en gelişmiş ve güçlü teknolojik sistemlerden birini oluşturmaktadır.
Uyarlamalı Optik Tesisi ilki MUSE (Çoklu Birim Tayfçeker Kaşifi) olan Birim Teleskop 4 (UT4) üzerindeki aygıtlara uyarlamalı optik sisteminin sağlanmasını içeren ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) için uzun dönemli bir projedir [1]. Uyarlamalı optik sayesinde Dünya atmosferinin bulanıklaştırma etkisi azaltılarak MUSE ile daha keskin ve öncekine göre iki kat daha kaliteli görüntüler elde edilebilmektedir. MUSE şimdi Evren’de daha sönük nesneleri araştırabilmektedir.
“Artık hava koşulları mükemmel olmasa da AOF sayesinde gökbilimciler harikulâde görüntü kalitesine ulaşabilecekler,” diye açıklıyor ESO’da AOF Proje Bilimcisi Harald Kuntschner.
Yeni sistemin bir takım testlerinden sonra gökbilimci ve mühendislerden oluşan ekibin ödülü bir dizi dikkat çekici görüntü oldu. Gökbilimciler Kurt takımyıldızındaki gezegenimsi bulutsu IC 4406 ile Yılancı takımyıldızındaki NGC 6369’u gözlemlediler. AOF ile kullanılan MUSE gözlemlerinde görüntülerin netliğinde dikkat çekici iyileştirmeler olduğu gözlendi, IC 4406’da daha önce görülmeyen kabuk yapıları ortaya çıkarıldı [2].
Bu gözlemleri mümkün hale getiren AOF birbiriyle çalışan çok sayıda parçadan meydana gelmektedir. Bunlar arasında Dörtlü Lazer Rehber Yıldız Tesisi (4LGSF) ve UT4’ün şekil değiştirebilen ikincil aynası bulunmaktadir [3] [4]. Gökyüzüne dört adet 22-wattlık lazer ışınları gönderen 4LGSF ile üst atmosferde ışıldayarak yıldızları taklit eden ışık noktaları oluşturulmaktadır. Uyarlamalı optik modülü GALACSI (Tayfsal Görüntüleme için Yersel Atmosferik Tabaka Uyarlama Düzleştiricisi) üzerindeki algılayıcılar bu yapay rehber yıldızları kullanarak atmosferik koşulları belirlemektedir.
Atmosferik etkilerin üstesinden gelebilmek üzere teleskopun şekil değiştirebilen ikincil aynası üzerinde uygulanacak düzeltmeler için AOF sistemi saniyede bin kez hesaplama yapmaktadır. Özellikle, GALACSI teleskoptan bir kilometreye kadar olan atmosfer tabakasındaki çalkantıları düzeltmektedir. Koşullara bağlı olarak atmosferik çalktantı yülselti ile değişebilmektedir, ancak yapılan çalışmalar atmosferk çalkantının çoğunlukla atmosferin bu “yer tabakasında” olduğunu göstermiştir.
“AOF sistemi aslında VLT’yi havada 900 metre daha yükseğe, atmosferin en çalkantılı katının üzerine çıkarmaya eşit,” diye açıklıyor AOF Proje Müdürü Robin Arsenault. “Önceden, daha kaliteli görüntüler elde etmek istiyorsak daha iyi bir yerleşke bulmamız ya da bir uzay teleskopu kullanmamız gerekiyordu — ancak şimdi AOF ile istediğimiz yerde ve çok daha ucuza çok daha kaliteli görüntüler oluşturabiliyoruz!”
AOF tarafından uygulanan düzeltmeler daha net görüntüler oluşturmak için ışığı yoğunlaştırarak hızlı ve sürekli bir şekilde görüntü kalitesini geliştirerek MUSE’nin daha önceden mümkün olmayan daha sönük yıldızları tespit edebilmesini ve daha ince ayrıntıları çözebilmesini sağlayacak. GALACSI halihazırda geniş bir görüş alanı için düzeltme sağlarken, bu sadece uyarlamalı optiği MUSE için mümkün kılan ilk adımdır. GALACSI’nin ikinci modülü şu anda hazırlanıyor olup ilk ışığını 2018 başlarında alması beklenmektedir. Bu dar-alan modülü herhangi bir yükseklikte gerçekleşen çalkantıyı düzelterek, daha küçük görüş alanındaki gözlemlerin daha yüksek çözünürlükte yapılabilmesini sağlayacaktır.
“Onaltı yıl önce, devrimsel MUSE aygıtını inşa etmeyi önerdiğimizde, öngörülerimiz oldukça gelişmiş diğer bir sistem olan AOF ile eşleşiyordu,” diyor MUSE proje lideri Roland Bacon. “Şimdiden oldukça büyük olan MUSE’nin keşif potansiyeli, artık daha da ötesine geçmiş durumda. Hayallerimiz gerçek oluyor.”
Sistemin temel hedeflerinden biri de oldukça uzun poz süreleri gerektiren uzak Evren’deki sönük nesneleri mümkün olan en iyi görüntü kalitesi ile gözlemektir. ESO MUSE ve GALACSI Proje Bilimcisi Joël Vernet şu yorumda bulunuyor: “Özellikle mümkün olan en uzak, en sönük ve en küçük gökadalarla ilgileniyoruz. Halen oluşum halinde olan bu gökadalar, onların nasıl oluştuklarını anlayabilmemiz için çok önemliler.”
AOF’tan faydalanan tek aygıt MUSE değildir. Yakın gelecekte, GRAAL adı verilen başka bir uyarlamalı optik sistemi şu anda kullanımda olan kırmızı-ötesi aygıtı HAWK-I ile birlikte kullanılarak daha net bir Evren görüntüsü elde edilmesine yardımcı olacak. Sonrasında ise yeni bir aygıt olan ERIS kullanıma sunulacak.
“ESO bu uyarlamalı optik sistemlerinin geliştirilmesini sağlarken AOF aygıtı da ESO’nun Çok Büyük Teleskopu için bir yol gösterici olacak.” diye ekliyor Arsenault. “AOF üzerinde çalışmak bizlere — bilimciler, mühendisler ve benzer sanayi kurumları — paha biçilmez deneyim ve uzmanlık sağladı. Bunu ELT’yi inşa ederken karşılacağımız zorlukların üstesinden gelmek için kullanacağız.”
Notlar
[1] Bir toplam-alan tayfçekeri olan MUSE, gözlenen nesnenin 3-boyutlu bir veri setini üreten güçlü bir aygıttır. Görüntüye ait her piksel nesneden gelen bir ışık tayfına karşılık gelmektedir. Bunun anlamı aygıtın aynı anda nesneye ait binlerce görüntü oluşturması olup, bunların herbiri ışığın farklı dalgaboyunda zengin bir bilgi kaynağıdır.
[2] IC 4406 daha önce VLT ile gözlenmiştir (eso9827a).
[3] Bir metrenin çok az üzerindeki çapıyla bu şimdiye kadar üretilmiş olan en büyük uyarlamalı optik ayna olup, üretimi için son teknoloji gerekmektedir. UT4 teleskopunun geleneksel ikincil aynasının yerine 2016 yılında monte edilmiştir (ann16078).
[4] AOF sisteminin çalışmasını en iyi hale getiren diğer araçlar da üretilmiş olup şu an çalışır haldedirler. Bunlar atmosferi görüntüleyerek çalkantının meydana geldiği yüksekliği belirleyen Gökbilimsel Yerleşke Görüntüleme yazılımı ve diğer teleskopların lazer ışınlarına ya da yapay yıldızlara bakarak gözlemlerini etkilemesini önleyen Lazer Trafik Kontrol Sistemi (LTCS) araçlarıdır.
ESO/Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi, Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)
