Tin tức Vũ trụ TV

Thiết kế kính viễn vọng mới có thể chụp các thiên thể ở xa với chi tiết chưa từng có

Ngày:
Th3 19, 2020
Tóm lược:

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một máy ảnh mới có thể cho phép các siêu máy ảnh có thể chụp ảnh nhiều ngôi sao cùng một lúc. Thiết kế kính viễn vọng nâng cao có khả năng thu được hình ảnh có độ phân giải cực cao của các vật thể bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta, chẳng hạn như các hành tinh, pulsar, cụm sao cầu và các thiên hà xa xôi.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một máy ảnh mới có thể cho phép các siêu máy ảnh có thể chụp ảnh nhiều ngôi sao cùng một lúc. Thiết kế kính viễn vọng nâng cao có khả năng thu được hình ảnh có độ phân giải cực cao của các vật thể bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta, chẳng hạn như các hành tinh, pulsar, cụm sao cầu và các thiên hà xa xôi.

Antoine Labeyrie, giáo sư danh dự tại Collège de France và Observatoire de, nói: “Về nguyên lý, một siêu sóng viễn thông đa trường có thể chụp được hình ảnh rất chi tiết của một ngôi sao, cũng có thể hiển thị các hành tinh của nó và thậm chí các chi tiết trên bề mặt của các hành tinh”. La Côte d’zur, người tiên phong trong thiết kế hypertelescope. “Nó có thể cho phép các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta được nhìn thấy với đủ chi tiết rằng quang phổ có thể được sử dụng để tìm kiếm bằng chứng về sự sống quang hợp.”

Trong tạp chí Optics Letters , Labeyrie và một nhóm các nhà nghiên cứu đa tổ chức báo cáo kết quả mô hình quang học xác minh rằng thiết kế đa lĩnh vực của họ có thể mở rộng đáng kể phạm vi quan sát hẹp của các siêu sóng viễn thông được phát triển cho đến nay.

Chú thích: Một thiết kế hypertelescope đa trường mới có thể hình ảnh nhiều ngôi sao cùng một lúc với độ phân giải cao. Hypertelescopes sử dụng các mảng gương lớn với không gian giữa chúng. Thiết kế đa trường có thể được tích hợp vào nguyên mẫu hypertelescope đang được thử nghiệm trên dãy Alps (ảnh).

Tín dụng: Antoine Labeyrie, Collège de France và Observatoire de la Côte d'zur
Chú thích: Một thiết kế hypertelescope đa trường mới có thể hình ảnh nhiều ngôi sao cùng một lúc với độ phân giải cao. Hypertelescopes sử dụng các mảng gương lớn với không gian giữa chúng. Thiết kế đa trường có thể được tích hợp vào nguyên mẫu hypertelescope đang được thử nghiệm trên dãy Alps (ảnh).
Tín dụng: Antoine Labeyrie, Collège de France và Observatoire de la Côte d’zur

Làm cho gương lớn hơn

Kính thiên văn quang học lớn sử dụng gương lõm để tập trung ánh sáng từ các nguồn thiên thể. Mặc dù những chiếc gương lớn hơn có thể tạo ra những bức ảnh chi tiết hơn vì sự giảm tán xạ nhiễu xạ của chúng nhưng có một giới hạn đối với những chiếc gương này có thể được tạo ra lớn như thế nào. Hypertelescopes được thiết kế để khắc phục giới hạn kích thước này bằng cách sử dụng các mảng gương lớn có thể được đặt cách xa nhau.

Các nhà nghiên cứu trước đây đã thử nghiệm các thiết kế hypertelescope nguyên mẫu tương đối nhỏ và một phiên bản kích thước đầy đủ hiện đang được xây dựng ở dãy Alps của Pháp. Trong công trình mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các mô hình máy tính để tạo ra một thiết kế có thể cung cấp cho các siêu máy ảnh có tầm nhìn lớn hơn nhiều. Thiết kế này có thể được thực hiện trên Trái đất, trong một miệng núi lửa hoặc thậm chí ở quy mô cực lớn trong không gian.

Xây dựng một siêu kính viễn vọng trong không gian sẽ cần một đội gương lớn nhỏ được đặt cách nhau để tạo thành một gương lõm rất lớn. Chiếc gương lớn tập trung ánh sáng từ một ngôi sao hoặc thiên thể khác vào một tàu vũ trụ riêng biệt mang theo máy ảnh và các thành phần quang học cần thiết khác.

Thiết kế đa trường là một bổ sung khá khiêm tốn cho hệ thống quang học của một hypertelescope, nhưng sẽ tăng cường đáng kể khả năng của nó. Một phiên bản cuối cùng được triển khai trong không gian có thể có đường kính lớn gấp hàng chục lần Trái đất và có thể được sử dụng để tiết lộ chi tiết về các vật thể cực nhỏ như pulsar Crab, một ngôi sao neutron được cho là chỉ có kích thước 20 km.

Mở rộng tầm nhìn

Hypertelescopes sử dụng cái được gọi là mật độ đồng tử để tập trung ánh sáng để tạo thành hình ảnh có độ phân giải cao. Tuy nhiên, quá trình này hạn chế rất nhiều trường quan sát đối với các siêu kính viễn vọng, ngăn chặn sự hình thành các hình ảnh của các vật thể khuếch tán hoặc lớn như cụm sao hình cầu, hệ thống ngoại hành tinh hoặc thiên hà.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống quang vi mô có thể được sử dụng với camera tiêu cự của hypertelescope để tạo ra các hình ảnh riêng biệt của từng lĩnh vực quan tâm. Đối với các cụm sao, điều này giúp có thể thu được các hình ảnh riêng biệt của từng hàng ngàn ngôi sao cùng một lúc.

Thiết kế đa trường được đề xuất có thể được coi là một thiết bị được tạo thành từ nhiều siêu sóng độc lập, mỗi loại có một trục quang nghiêng khác nhau tạo cho nó một trường hình ảnh độc đáo. Những kính thiên văn độc lập này tập trung hình ảnh liền kề vào một cảm biến camera.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phần mềm mô phỏng quang học để mô hình hóa các triển khai khác nhau của kính viễn vọng đa trường. Tất cả đều cung cấp kết quả chính xác xác nhận tính khả thi của các quan sát đa lĩnh vực.

Việc kết hợp bổ sung đa trường vào các nguyên mẫu hypertelescope sẽ yêu cầu phát triển các thành phần mới bao gồm các thành phần quang học thích ứng để điều chỉnh các khiếm khuyết quang học còn sót lại trong thiết kế ngoài trục. Các nhà nghiên cứu cũng đang tiếp tục phát triển các kỹ thuật căn chỉnh và phần mềm điều khiển để máy ảnh mới có thể được sử dụng với nguyên mẫu trên dãy Alps. Họ cũng đã phát triển một thiết kế tương tự cho phiên bản dựa trên mặt trăng.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Hiệp hội quang học . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Zongliang Xie, Thierry Lepine, Thomas Houllier, Haotong Ma, Denis Mourard, Antoine Labeyrie. Hypertelescope với các trường nhìn đa kênh . Thư Quang học , 2020; 45 (7): 1878 DOI: 10.1364 / OL.385953

Bài viết liên quan

Bài viết khác