В начале ноября четыре лазера были направлены в небо над Европейской южной обсерватории (ESO) в Паранале, Чили. Лазеры успешно создали «искусственную звезду», которую астрономы могут использовать для измерения и последующей коррекции размытости, вызванной земной атмосферой.
Ввод в эксплуатацию лазеров, установленных на каждом из восьмиметровых телескопов в Паранале, — важная веха в реализации проекта GRAVITY+, комплексной модернизации интерферометра «Очень большого телескопа» (VLTI ESO). Он обеспечивает более высокую разрешающую способность и гораздо более широкий охват неба для VLTI, чем это было возможно ранее, что позволяет изучать тусклые и удаленные объекты, в том числе экзопланеты.
Первой целью команд GRAVITY+ и ESO в Паранале, проводивших тестовые наблюдения с использованием новых лазеров, было скопление массивных звезд в центре туманности Тарантул (NGC 2070 или ESO 57-EN6) в созвездии Золотой Рыбы. Это обширная область звездообразования в соседней с нами галактике, Большом Магеллановом Облаке.
Первые наблюдения показали, что яркий объект в туманности, который считался чрезвычайно массивной одиночной звездой, на самом деле представляет собой двойную систему из двух близко расположенных звезд, что демонстрирует возможности и научный потенциал модернизации «Очень большого телескопа».
Доктор Ребека Гарсия Лопес, специалист по звездообразованию и формированию планет в Школе физики Университета Кордовы, является младшим партнером в консорциуме GRAVITY+ и отвечает за модернизацию спектрографа. По ее словам проведенные работы открывают новую эру в оптической интерферометрии и позволит астрономам с беспрецедентной точностью понять, как формируются системы, подобные нашей Солнечной системе.
VLTI объединяет свет от нескольких отдельных телескопов с помощью интерферометрии. GRAVITY — эффективный инструмент VLTI, который использовался для получения изображений экзопланет, наблюдения за далекими звездами и детальных наблюдений за объектами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Млечного Пути (Стрелец А*).
В ходе проекта GRAVITY+ ученые займутся внедрением инфраструктурных изменений в телескопах и модернизацией подземных туннелей VLTI, где сводятся световые лучи. Установка лазера на каждом из ранее не оснащенных телескопов — ключевое достижение этого долгосрочного проекта, превращающего VLTI в самый мощный оптический интерферометр в мире.
Руководитель проекта, профессор Франк Айзенхауэр из Института внеземной физики Общества Макса Планка в Германии, подчеркнул, что в тандеме «Очень большой телескоп» и гравитационно-волновой телескоп GRAVITY уже позволили сделать множество неожиданных открытий. Ученые с нетерпением ждут, когда GRAVITY+ раздвинет границы еще шире.
Серия обновлений продолжается уже несколько лет и включает в себя усовершенствованную технологию адаптивной оптики — систему, которая корректирует размытие, вызванное земной атмосферой, — с использованием передовых современных датчиков и деформируемых зеркал.
До сих пор для VLTI коррекция адаптивной оптики проводилась путем наведения на яркие опорные звезды, которые должны находиться близко к лучу зрения, направленному на объект наблюдения. Это ограничивало количество наблюдаемых объектов. После установки лазера на каждом из телескопов на высоте 90 км над поверхностью Земли создается яркая искусственная звезда, что позволяет корректировать атмосферную размытость в любой точке неба. Это открывает для VLTI все южное небо и значительно повышает эффективность наблюдений.
С помощью этих лазеров астрономы смогут изучать далекие активные галактики и напрямую измерять массу сверхмассивных черных дыр, которые их питают, а также наблюдать за молодыми звездами и формирующимися вокруг них планетами.
За последнее десятилетие проект GRAVITY добился значительных успехов в астрофизике. Он успешно проверил общую теорию относительности Эйнштейна путем измерения гравитационного красного смещения, за что профессор Райнхард Генцель из Мюнхенского физического института и профессор Андреа Гез из Калифорнийского университета получили Нобелевскую премию по физике в 2020 году.
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе являются авторами знаковой статьи 2018 года «Обнаружение гравитационного красного смещения на орбите звезды S2 вблизи массивной черной дыры в центре Галактики», опубликованной в журнале «Астрономия и астрофизика».
Астрономы использовали GRAVITY для получения первых наблюдательных данных о магнитосферной аккреции — процессе, в ходе которого материя поступает к новорожденным звездам из межзвездного пространства. Результаты были опубликованы в 2020 году в журнале Nature под заголовком «Измерение размера области магнитосферной аккреции в TW Гидры».
Под руководством Ребекки Гарсии Лопес Университет Кордовы участвует в модернизации спектрографа GRAVITY, отвечая за повышение спектрального разрешения. В сотрудничестве с Национальным автономным университетом Мексики (UNAM) они разработали голографическую призму-решетку для установки в спектрограф, а также отвечают за ее тестирование и установку в VTLI.
Недавно «Очень большой телескоп» рассмотрел в космосе «летучую мышь» и снял ее на видео.
