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La Óptica Adaptativa Multi-Conjugada del Telescopio Muy Grande de ESO obtiene su primera luz.

Comunicado de Prensa ESO PR 19/07.

En la nochecita del 25 de marzo de 2007, el Demostrador de Óptica Adaptativa Multi-Conjugada (MAD) logró su primera luz en el Foco Visitante de Melipal, la tercera Unidad Telescopio del Telescopio Muy Grande (VLT). MAD permitió a los científicos obtener imágenes corregidas del efecto de borrosidad provocado por la turbulencia atmosférica en todo el campo de visión de 2x2 arcominutos. Esta premiére mundial muestra las promesas de una tecnología crucial para los telescopios extremadamente grandes.

Los telescopios con base en tierra sufren el efecto de borrosidad inducido por la turbulencia atmosférica. Esta turbulencia hace que las estrellas titilen de una forma que encanta a los poetas pero frustra a los astrónomos, ya que destruye los detalles finos de las imágenes.

Sin embargo, con las técnicas de óptica adaptativa (AO), este impedimento puede ser superado de forma que el telescopio produzca imágenes que son tan nítidas como sea teóricamente posible, es decir, aproximándose a las condiciones existentes en el espacio. El sistema de óptica adaptativa funciona por medio de un espejo deformable (DM) controlado por computadora que contrarresta la distorsión de la imagen inducida por la turbulencia atmosférica. Se basa en correcciones ópticas en tiempo real computadas a partir de datos de imagen obtenidas con un “sensor de frente de onda� (una cámara especial) a muy alta velocidad, muchos cientos de veces por segundo.

El concepto no es nuevo. Ya en 1989, el primer sistema de óptica adaptativa en ser construido para su uso astronómico (denominado “COME-ON�) fue instalado en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio La Silla de ESO, como un resultado temprano de una exitosa colaboración continua entre ESO y dos institutos franceses de investigación (ONERA y el Observatorio de París). Hace diez años, ESO inició un programa de óptica adaptativa para suplir las necesidades de su proyecto principal VLT. Actualmente, el Observatorio Paranal es, sin ninguna duda, uno de los más avanzados de su clase con respecto a la AO, con no menos de siete sistemas ya instalados (NACO, SINFONI, CRIRES y otros cuatro sistemas AO para el modo interferométrico del VLT).

Los actuales sistemas AO pueden corregir únicamente el efecto de la turbulencia atmosférica en una relativamente pequeña región del cielo, típicamente 15 arcosegundos, y la corrección se degrada muy rápidamente cuando se aleja del eje central. Por eso, los ingenieros han desarrollado nuevas técnicas para superar esta limitación, una de las cuales es la óptica adaptativa multi-conjugada (MCAO). Hacia fines de 2003, ESO, junto a socios de Italia y Portugal, comenzó el desarrollo de un demostrador MCAO, denominado MAD.

“La intención de MAD es comprobar la viabilidad y comportamientos de las nuevas técnicas de óptica adaptativa, tales como MCAO, que se pretende que trabajen con grandes campos de visión y que sirvan como herramientas de prueba muy poderosas para la comprensión de algunos de los asuntos críticos que determinarán el desarrollo de instrumentos futuros, tanto para el VLT como para los telescopios extremadamente grandes�, dijo Norbert Hubin, cabeza del grupo AO en ESO.

MAD es un sistema de óptica adaptativa de generación avanzada, capaz de compensar la distorsión de la turbulencia atmosférica en un gran campo de visión (FoV) del cielo. Puede corregir exitosamente un FoV de 1-2 arcominutos, mucho más grande que los aproximadamente 15 arcosegundos que proporcionan comúnmente las instalaciones existentes de óptica adaptativa.

MAD fue desarrollado totalmente y caracterizado por ESO utilizando un generador dedicado de turbulencia (MAPS) capaz de reproducir en el laboratorio la evolución temporal y la estructura vertical de la turbulencia observada en el Observatorio.

Luego, MAD fue desarmado y transportado hasta Paranal para su re-integración en el foco Visitante Nasmyth de UT3. La integración tomó aproximadamente un mes, después del cual el sistema estuvo listo para comprobación con luz diurna y posterior caracterización.

“En la noche del 25 de marzo, pudimos cerrar con éxito el primer bucle MCAO sobre el cúmulo abierto NGC 3293�, dijo Enrico Marchetti, el Director de Proyecto MAD. “El comportamiento del sistema fue muy estable y las operaciones de adquisición y de bucle cerrado fueron rápidas y suaves�.

Después de chequeos de rutina en la estabilidad de bucle cerrado y de escaneos preliminares de los parámetros del sistema, el telescopio fue apuntado a Omega Centauri, una región muy populosa del cielo, y un caso de comprobación óptima para la extracción de mediciones exactas del comportamiento de corrección AO con buena resolución espacial en el FoV. Fueron seleccionadas tres estrellas de magnitud 11 dentro de un círculo de aproximadamente 1,5 arcominutos de diámetro como línea de base para la detección del frente de ondas y el bucle MCAO fue cerrado con éxito. Omega Centauri será observado durante muchas noches más, a los efectos de comprobar la corrección AO en diferentes condiciones de visión.

“Es un logro tremendo que abre nuevas perspectivas en la era de los telescopios extremadamente grandes�, dijo Catherine Cesarsky, Directora General de ESO. “Estoy muy orgullosa de la plantilla de ESO y deseo felicitar a todos los involucrados por su progreso�, agregó.

Las imágenes MAD muestran perfectamente la validez del concepto. La calidad de imagen fue casi uniforme sobre todo el campo de visión y espléndidamente corregida en parte de la turbulencia atmosférica.

Más información

El Demostrador (MAD) de Óptica Adaptativa Multi-Conjugada (MCAO) fue construido por ESO en colaboración con los Observatorios Astronómicos de Arcetri en Padua (Italia) y de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa (Portugal), como un rastreador para la segunda generación de instrumentos VLT y para el proyecto del Telescopio Europeo Extremadamente Grande.

La técnica MCAO se basa en sondear la turbulencia atmosférica en un gran volumen de atmósfera por medio de varios sensores de frente de ondas (WFS), que apuntan a diferentes ubicaciones en el campo de visión observado, y por medio de varios espejos deformables, conjugados ópticamente a diferentes altitudes en la atmósfera sobre el telescopio, que corrigen la distorsión atmosférica.

Las señales proporcionadas por los sensores de frente de onda son reconstruidos para generar una información precisa sobre la estructura vertical de la turbulencia atmosférica y luego son recombinadas en forma óptima para realizar la mejor corrección con los espejos deformables localizados en el sistema AO. Como los sensores de frente de onda miran hacia diferentes direcciones en el campo de visión, la corrección resultante es luego optimizada y maximizada homogéneamente por todo el mismo. MAD utiliza dos espejos deformables, conjugados ópticamente a 0 y 8,5 kilómetros sobre el telescopio.

Fuente: http://www.astroseti.org/noticia_2789_Nueva_tecnica_optica_adaptativa.htm
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