Credito d'immagine: USNO
Gli astronomi di diversi osservatori statunitensi hanno annunciato di aver unito con successo la luce di sei telescopi indipendenti per formare una singola immagine ad alta risoluzione di un lontano sistema multi-stella. Per creare un'immagine con questo livello di dettaglio, un singolo telescopio dovrebbe avere una larghezza di 50 metri, più grande di qualsiasi altra cosa attualmente esistente. Questa tecnica, chiamata interferometria, è stata già eseguita con coppie di telescopi, ma mai con un massimo di sei.
Gli astronomi dell'US Naval Observatory (USNO), del Naval Research Laboratory (NRL) e dell'osservatorio Lowell hanno annunciato oggi di aver combinato con successo la luce di sei telescopi indipendenti per formare una singola immagine ad alta risoluzione di un lontano sistema a più stelle . Questa è la prima volta che ciò è mai stato realizzato nella regione ottica dello spettro elettromagnetico. Il Navy Prototype Optical Interferometer (NPOI) presso il sito Anderson Mesa dell'Osservatorio di Lowell vicino a Flagstaff, in Arizona, ha osservato il sistema a tre stelle Eta Virginis, situato a circa 130 anni luce dalla Terra.
"Questo sviluppo consente di" sintetizzare "i telescopi con aperture superiori a centinaia di metri", afferma il dott. Kenneth Johnston, direttore scientifico dell'Osservatorio navale. “Porterà all'imaging diretto delle superfici delle stelle e dei punti stellari, analogo alle macchie solari sul Sole. Questa tecnologia può anche essere applicata a sistemi spaziali per il telerilevamento della Terra e di altri oggetti nel sistema solare, nonché a stelle e galassie. "
Gli interferometri ottici combinano la luce di diversi telescopi indipendenti per formare un telescopio "sintetico" la cui capacità di creare un'immagine ad alta risoluzione è proporzionale alla massima separazione dei telescopi. Sono la risposta ai costi proibitivi e alle immense difficoltà tecniche nella costruzione di telescopi monolitici a specchio singolo estremamente grandi. Poiché la velocità con cui un'apertura gigante del telescopio viene sintetizzata con un array di interferometri è uguale al numero di combinazioni tra due telescopi dell'array, la combinazione dei sei telescopi NPOI ha più che quadruplicata la capacità di NPOI di raccogliere dati sui suoi concorrenti.
USNO e NRL, in collaborazione con l'Osservatorio Lowell e con finanziamenti dell'Ufficio per la ricerca navale e l'Oceanografo della Marina, hanno unito le forze nel 1991 per costruire lo strumento. Osservazioni stellari sono state condotte con un array di tre stazioni sin dalla sua "prima luce" nel 1996.
Tuttavia, a causa della difficoltà tecnica associata al collegamento anche di un piccolo numero di telescopi separati, le capacità ad alta risoluzione degli interferometri ottici sono state utilizzate fino ad oggi solo su fonti stellari relativamente semplici. Domande di base, come il diametro apparente di una stella o l'esistenza e i movimenti di compagni stellari vicini, trovano facilmente risposta a tali fonti. Tuttavia, per aumentare la risoluzione spaziale e la sensibilità alla struttura stellare, gli interferometri devono collegare più telescopi per fornire un campionamento uniforme dell'apertura sintetizzata. Tre telescopi combinati forniscono tre misurazioni nell'apertura sintetizzata, ma sei telescopi forniscono 15 combinazioni.
Per unire i sei raggi, il team NPOI ha progettato un nuovo tipo di combinatore di raggi ibridi. Inoltre, sono stati sviluppati nuovi sistemi hardware e di controllo per codificare in modo univoco ogni possibile combinazione di telescopio nei dati registrati in modo che le informazioni necessarie per l'allineamento e la sovrapposizione dei fronti delle onde di luce stellare e la ricostruzione dell'immagine possano essere correttamente decodificate.
Il campo dell'interferometria è in rapido sviluppo, con giganti come i telescopi gemelli Keck da 10 metri che hanno raggiunto i "primi margini" l'anno scorso e il VLTI dell'Osservatorio europeo meridionale che prevede di combinare la luce da quattro telescopi da 8 metri. Interferometri di imaging più modesti ma versatili come CHARA, COAST e IOTA sono attivi da alcuni anni, ma NPOI è il primo a combinare la luce proveniente da una gamma completa di sei telescopi.
Nel prossimo futuro, NPOI commissionerà tutte le stazioni rimanenti su cui è possibile montare uno qualsiasi dei sei telescopi per una dimensione massima dell'array di 430 metri, la più grande base di tutti gli attuali progetti di interferometri per imaging.
L'astrofisica stellare sarà rivoluzionata dalla capacità di rappresentare direttamente stelle diverse dal Sole. Alla fine, quando impiegato nello spazio con l'esperienza raccolta da esperimenti terrestri, l'interferometria ottica può sviluppare la capacità di immaginare pianeti di dimensioni di Giove in orbita attorno a stelle lontane.
"Ricorda i primi giorni dell'interferometria radio e osserva gli array in tutto il mondo che usiamo abitualmente oggi", afferma il Dr. Johnston. "Siamo passati da semplici array a due elementi a quelli di dimensioni continentali con 10 o più antenne che producono immagini in scala estremamente fine di quasar distanti. Siamo sull'orlo del raggiungimento di risultati simili per le fonti di luce visibile ".
Fonte originale: Comunicato stampa dell'Osservatorio navale statunitense
