O Unit Telescope 4 (Yepun) do Very Large Telescope (VLT) do ESO foi agora transformado em um telescópio totalmente adaptável. Depois de mais de uma década de planejamento, construção e teste, o novo Adaptive Optics Facility (AOF) viu a primeira luz com o instrumento MUSE, capturando vistas incrivelmente nítidas de nebulosas planetárias e galáxias. O acoplamento do AOF e do MUSE forma um dos sistemas tecnológicos mais avançados e poderosos já construídos para a astronomia terrestre.

O Adaptive Optics Facility (AOF) é um projeto de longo prazo no Very Large Telescope (VLT) do ESO para fornecer um sistema de óptica adaptativa para os instrumentos no Unit Telescope 4 (UT4), o primeiro deles é o MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer). A óptica adaptativa funciona para compensar o efeito de desfoque da atmosfera da Terra, permitindo que o MUSE obtenha imagens muito mais nítidas e resultando em duas vezes o contraste anteriormente obtido. O MUSE agora pode estudar objetos ainda mais tênues no Universo.

"Agora, mesmo quando as condições meteorológicas não são perfeitas, astrônomos ainda podem obter excelente qualidade de imagem graças ao AOF, "explica Harald Kuntschner, Cientista do Projeto AOF no ESO.

Após uma bateria de testes no novo sistema, a equipe de astrônomos e engenheiros foi recompensada com uma série de imagens espetaculares. Os astrônomos foram capazes de observar as nebulosas planetárias IC 4406, localizado na constelação de Lúpus (O Lobo), e NGC 6369, localizado na constelação de Ophiuchus (O Portador da Serpente). As observações do MUSE usando o AOF mostraram melhorias dramáticas na nitidez das imagens, revelando estruturas de casca nunca antes vistas em IC 4406.

O AOF, que tornou essas observações possíveis, é composto de muitas partes trabalhando juntas. Eles incluem o Four Laser Guide Star Facility (4LGSF) e o espelho secundário deformável muito fino do UT4. O 4LGSF lança quatro feixes de laser de 22 watts para o céu para fazer os átomos de sódio brilhar na atmosfera superior, produzindo pontos de luz no céu que imitam estrelas. Sensores no módulo de óptica adaptativa GALACSI (Corretor Adaptativo de Camada Atmosférica Terrestre para Imagens Espectroscópicas) usam essas estrelas-guia artificiais para determinar as condições atmosféricas.

Mil vezes por segundo, o sistema AOF calcula a correção que deve ser aplicada para alterar a forma do espelho secundário deformável do telescópio para compensar os distúrbios atmosféricos. Em particular, O GALACSI corrige a turbulência na camada da atmosfera até um quilômetro acima do telescópio. Dependendo das condições, a turbulência atmosférica pode variar com a altitude, mas estudos têm mostrado que a maioria das perturbações atmosféricas ocorre nesta "camada de solo" da atmosfera.

"O sistema AOF é essencialmente equivalente a elevar o VLT cerca de 900 metros mais alto no ar, acima da camada mais turbulenta da atmosfera, "explica Robin Arsenault, Gerente de Projeto AOF. "No passado, se quiséssemos imagens mais nítidas, teríamos que encontrar um local melhor ou usar um telescópio espacial, mas agora com o AOF, podemos criar condições muito melhores exatamente onde estamos, por uma fração do custo! "

As correções aplicadas pelo AOF melhoram rápida e continuamente a qualidade da imagem, concentrando a luz para formar imagens mais nítidas, permitindo que o MUSE resolva detalhes mais sutis e detecte estrelas mais fracas do que antes. O GALACSI atualmente fornece uma correção em um amplo campo de visão, mas este é apenas o primeiro passo para trazer a óptica adaptativa para o MUSE. Um segundo modo de GALACSI está em preparação e deverá ver as primeiras luzes no início de 2018. Este modo de campo estreito corrigirá a turbulência em qualquer altitude, permitindo que observações de campos de visão menores sejam feitas com resolução ainda maior.

"Dezesseis anos atrás, quando propusemos construir o instrumento revolucionário MUSE, nossa visão era acoplá-lo a outro sistema muito avançado, o AOF, "diz Roland Bacon, líder de projeto para MUSE. "O potencial de descoberta do MUSE, já grande, agora é aprimorado ainda mais. Nosso sonho está se tornando realidade. "

Um dos principais objetivos científicos do sistema é observar objetos tênues no Universo distante com a melhor qualidade de imagem possível, que exigirá exposições de muitas horas. Joël Vernet, ESO MUSE e Cientista do Projeto GALACSI, comentários:"Em particular, estamos interessados ​​em observar o menor, galáxias mais fracas nas distâncias maiores. Estas são galáxias em formação - ainda em sua infância - e são a chave para entender como as galáxias se formam. "

Além disso, O MUSE não é o único instrumento que se beneficiará do AOF. No futuro próximo, outro sistema óptico adaptativo chamado GRAAL estará online com o instrumento infravermelho existente HAWK-I, aprimorando sua visão do Universo. Isso será seguido mais tarde pelo poderoso novo instrumento ERIS.

"O ESO está impulsionando o desenvolvimento desses sistemas óticos adaptativos, e o AOF também é um pioneiro para o Extremely Large Telescope do ESO, "acrescenta Arsenault." Trabalhar na AOF nos equipou - cientistas, engenheiros e indústria - com experiência e conhecimento inestimáveis ​​que usaremos agora para superar os desafios de construir o ELT. "