Posted by ღამის ცაზე მიმოფანტულ ვარსკვლავთა ციმციმი, რომლებიც თითქოს თვალს უკრავენ დამკვირვებელს, სულაც არ არის რომანტიული სანახაობა იმათთვის, ვინც მათ იკვლევს, ანუ ასტრონომებისთვის. პირიქით, აღფრთოვანება აქ სრულიად საპირისპირო გრძნობით არის შეცვლილი. საბედნიეროდ, არსებობს ამ სიტუაციის გამოსწორების გზაც (რატომ ციმციმებენ ვარსკვლავები?).
პირველად, ექსპერიმენტი, რომელმაც კოსმოსის შემსწავლელ მეცნიერებას ახალი სიცოცხლე შესძინა, არა რომელიმე სახელგანთქმულ ობსერვატორიაში ან გიგანტურ ტელესკოპზე ტარდებოდა, არამედ რიგითი ფრანგული ობსერვატორიის (OHP (Observatoire de Haute-Province)) 152 სანტიმეტრიან რეფლექტორზე ჩატარდა, რის შესახებაც სტატია — “ადაპტური ოპტიკის წარმატებული გამოცდა” (Successful Tests of Adaptive Optics), ჟურნალ “მესენჯერში” 1989 წელს გამოქვეყნდა. ელექტროოპტიკურმა სისტემამ (Come-On) იმდენად კარგად იმუშავა, რომ სტატიის ავტორებმა თავშივე მტკიცედ განაცხადეს დედამიწის ზედაპირიდან დაკვირვებებით დაკავებული ასტრონომების ოცნების ასრულებაზე — ადაპტური ოპტიკის შექმნაზე. რამდენიმე წლის მერე, ადაპტური ოპტიკის (აო) სისტემები უკვე დიდ ინსტრუმენტებზეც დაყენდა. 1993 წელს, აო-თი აღიჭურვა ევროპის სამხრეთული ობსერვატორიის (ESO) 360 სანტიმეტრიანი ტელესკოპიც, მოგვიანებით, ჰავაის ობსერვატორია (აშშ), მერე 8 და 10 მეტრიანი სარკის მქონე ტელესკოპებიც. აო-ს საშაულებით, ხილულ დიაპაზონში მნათობთა დამზერა ხდებოდა გარჩევადობის შესაძლებლობით, როგორსაც მხოლოდ კოსმოსური “ჰაბლი” იძლეოდა, ხოლო ინფრაწითლში, აჭარბედბა კიდეც მას. მაგალითად, ახლო ინფრაწითელი დიაპაზონის 1 მკმ. ტალღაზე “ჰაბლის” გარჩევადობა 110 კუთხურ მილიწამს უტოლდებოდა, ხოლო აო-თი აღჭურვილი 8 მეტრიანი ტელსკოპებისა (ESO) — 30 კუთხურ მილიწამს.
ამასთან ერთად, ფრანგ მეცნიერთა მიერ ჩატარებულ ექსპერიმენტებამდე, აშშ-ში ეს სისტემები უკვე არსებობდა, ოღონდ არა ასტრონომიული დაკვირვებებისთის, ის, პენტაგონის შეკვეთით შეიქმნა.
ხელის შემშლელი ჰაერი
ცის თაღზე ერთმანეთთან ძალიან ახლოს მდებარე ორ ვარსკვლავს ტელესკოპით თუ ვუმზერთ, მათი გამოსახულება ერთ მანათობელ წერტილად წარმოგვიდგება. მინიმალური (გარჩევადი) კუთხური მანძილი ასეთ ვარსკვლავებს შორის, რაც სინათლის ბუნებით (დიფრაქციული ზღვარი) არის განპირობებული, სწორედ რომ მოწყობილობის გარჩევადობის შესაძლებლობის მაჩვენებელია. ის პირდაპირ პროპორციულია ტალღის სიგრძის და უკუპროპორიული ტელესკოპის აპერტურის (დიამეტრის). 3 მეტრიანი რეფლექტორის (ნუ სარკიანი ტელესკოპის) შემთხვევაში (მწვანე შუქისთვის), ეს ზღვარი 40 კუთხურ წამს უტოლდება, ხოლო 10 მეტრიანისთვის — 10 მ.წმ-ზე ცოტა მეტს (პატარა მონეტა შეიმჩნევა 2000 კილომეტრიანი დისტანციიდან).
ყველაფერი ეს ვაკუუმში, და ატმოსფეროში? დედამიწის ატმოსფეროში ტურბულენციის ლოკალური მონაკვეთები მუდმივად ჩნდება, რაც წამში რამდენიმე ასეულჯერ ცვლის ჰაერის სიმკვრივესა და ტეპმერატურას, შესაბამისად, სინათლის გარდატეხის მაჩვენებელსაც. ამიტომ, კოსმოსური ობიექტიდან ატმოსფეროში შემოსული გამოსხივების ტალღის ფრონტი იდღაბნება. ამის გამო, ჩვეულებრივი ტელესკოპების გარჩევადობის შესაძლებლობა, უკეთეს შემთხვევაში, შეადგენს 0,5-1 კუთხურ წამს, ანუ დიფრაქციული ზღვრიდან ძალიან შორსაა.
გზის მკვლევი ვარსკვლავები
1982 წელს, პრინსტონის უნივერსიტეტის პროფესორმა, უილ ჰარპერმა, ხელოვნური ვარსკვლავების კიდევ უფრო მაღლა ანთების იდეა წამოაყენა. მეზოსფეროში, 90 კილომეტის სიმაღლეზე, მიკრომეტეორების წვით დროს გამოფრქვეული ნატრიუმის ატომებია დარჩენილი. სწორედ ამ ატომების რეზონანსული ნათება უნდა ყოფილიყო გამოყენებული ხელოვნური ვარსკვლავების ასანთებად. იდეის განხორციელება ლინკოლნის ლაბორატორიის თანამშრომლებმა შეძლეს. 1988 წელს, მათ პირველად მიიღეს ვარსკვლავების გამსოახულებები, რომლებიც მზოსფერული შუქურების გამოყენებით იქნა გადაღებული. თუმცა, ფოტოების ხარისხი არ იყო მაღალი, ამ მეთოდის რეალიზება მრავალწლიან დახვეწას საჭიროებდა.
2013 წელს, წარმატებული გამოდგა უნიკალური მოწყობილობის გამოცდა (Gemini Planet Imager), რომელიც ეგზოპლანეტების გადაღებისა და სპექტროგრაფირებისთვის შეიქმნა, სპეციუალურად ორი 8 მეტრიანი “ჯემინის” ტელესკოპებისთვის. მისი ადაპტური ოპტიკა საშაულებას იძლევა გამოკვლეული იქნას პლანეტები, რომელთა ხილული ნათება, მათი დედავარსკვლავის ელვარებაზე მილიონობითჯერ სუსტია.
დიდი გამთანაბრებელი
დედამიწის ზედაპირიდან მომუშავე ტელესკოპებით პირველად გახდა შესაძლებელი შორეული გალაქტიკების სტრუქტურის კვლევა ხილულ დიაპაზონში, რაც მანამდე მხოლოდ ორბიტულ ტელსკოპებს შეეძლო. ირმის ნახტომის ცენტრში მდებარე ზემასიურ შავ ხვრელთან ახლოს მოძრავ ვარსკვლავებზე დაკვირვებაც სწორდ აო-ს საშუალებით მიმდინარეობს.
აო-თი ხდება მზის სისტემის კვლევაც —ასტეროიდების სარტყელი, ორმაგი ასტეროიდები, პლანეტების ატმოსფეროები და მათი თანამგზავრები. სწორედ ადაპტური ოპტიკით ვსაწავლობთ ტიტანის ატმოსფეროს, მის დღე-ღამურ და სეზონურ ცვლილებებს. ასე რომ, ამინდის შესახებ ინფორმაცის მასივი არა მარტო ჩვენი პლანეტისთვის გვაქვს, არამედ მზის სისტემის სხვა პლანეტებისა და მათი თანამგზავრებისთვისაც.
ადაპტურმა ოპტიკამ, ფაქტიურად, ზედაპირული და კოსმოსური ასტრონომიის შესაძლებლობები გაათანაბრა. ამ ტექნოლოგიის წყალობით, უმსხვილესი სტაციონარული ტელესკოპები, თავიანთი გიგანტური სარკეებით, გაცილებით უკეთეს გარჩევადობას იძლევა, ვიდრე “ჰაბლის” ან “ჯეიმს ვების” ინფრაწითელი დიაპაზონი. გარდა ამისა, სახმელეთო ობსერვატორიები არც მოწყობილობის ზომებით არის შეზღუდული, რისი გაუთვალისწინებლობაც წარმოუდგენელია კოსმოსური ტელესკოპების პროექტირებისას. ასე რომ, ადაპტურმა ოპტიკამ რადიკალურად შეცვალა სამყაროს შემსწავლელი თანამედროვე მეცნიერების მრავალი დარგი.