Самый зоркий глаз: Адаптируем адаптивную оптику

Известно, что атмосферные турбулентные потоки создают своего рода «размывающий» эффект при съемке космических тел и, к примеру, заставляют звезды мерцать, что всегда вдохновляло поэтов, но вот астрономов только расстраивало. Современные инструменты, использующие адаптивную оптику, довольно эффективно борются с этими явлениями, получая на выходе изображения с повышенным разрешением, все более приближающимся к теоретически доступному пределу. Такие телескопы используют зеркала, кривизна которых изменчива и контролируется компьютером, постоянно анализирующим вносимые атмосферой искажения, на основе данные, которые собирает специальный датчик волнового фронта — камера, способная вести съемку с высокой скоростью, делая сотни кадров в секунду. Однако существующие техники позволяют корректировать искажения лишь на очень узкой области неба (примерно до 15 угловых секунд), причем эффективность их резко падает при удалении от центральной оси. Для этого и разработан прибор MAD.

Главная «изюминка» MAD состоит в возможности использования сразу двух или даже более «референтных» звезд или других тел для корректирования искажений (другие современные системы ориентируются лишь на один объект), за счет чего поле, в котором эффективность «исправления» картинки высока, увеличивается примерно в 30 раз. «Подобная адаптивная оптика намного более удобна для наблюдения крупных объектов — планет, звездных скоплений и туманностей, — добавляет астроном Фрэнк Маркис (Franck Marchis), — Тогда как обычно адаптивная оптика прекрасно корректирует картинку в небольшом поле зрения, MAD позволяет корректировать сразу довольно обширную область неба. И, не будь MAD, мы не смогли увидеть Юпитер с такой отчетливостью».

Действительно, недавняя апробация MAD вышла очень удачной и уже на этой «тестовой» картинке удалось обнаружить нечто новое — а именно, изменения в окружающей Юпитер атмосферной дымке, которые, возможно, создала буря, случившаяся там примерно год назад. Даже время, в течение которого велось наблюдение, стало рекордом: обычные наземные телескопы с адаптивной оптикой используют в качестве «ориентира» одну из лун Юпитера, но они слишком быстро вращаются и уходят из поля зрения инструмента. Даже орбитальный телескоп Hubble не может непрерывно следить за этой планетой дольше, чем 50 минут, поскольку Юпитер скрывается от него, заслоняясь Землей (сам аппарат Hubble делает оборот вокруг нашей планеты за 96 минут).

Однако инструменту MAD удалось непрерывно смотреть на Юпитер более 2 часов, используя как «референтные» сразу два спутника — Европу и Ио, которые позволили добиться качественной коррекции изображения по всему диску Юпитера. Проанализировав эту уникальную фотосессию, ученые обнаружили изменение яркости плотной атмосферы, окутывающей этот газовый гигант, в районе экватора. Здесь, на высоте около 6 тыс. км, он оказался более ярким, чем обычно, что может означать либо то, что плотность атмосферы возросла, либо то, что плотная «дымка» поднялась значительно выше обычного.

Юпитерианский туман, как считается, состоит из азотсодержащего вещества гидразина, который наши земные инженеры используют в качестве ракетного топлива, или из замерзших кристаллов аммиака, или из смеси воды и гидросульфида аммония, поднимающихся от самой поверхности планеты. Механизм их появления сходен с тем, как появляется серная кислота на Земле: диоксид серы, выбрасываемый вулканами, поднимается высоко в атмосферу, и под действием ультрафиолетового излучения Солнца взаимодействует с водой, частично превращаясь в кислоту. Так же, возможно, и гидразин образуется на Юпитере после того, как аммиак вулканического происхождения окажется достаточно высоко в атмосфере.

По пресс-релизу ESO