באדיבות Astropedia
אסטרונומים המנסים להשיג תמונות חדות עומדים בפני דילמה. הם יכולים להפוך את המראות הטלסקופים שלהם לגדולות יותר, ובכך לשפר את ההפרדה הזוויתית ביחס ישר לגודל המראה. הבעיה היא שקיימת מגבלה של חדות התמונה, בכל טלסקופ שקוטרו מעל 30 ס"מ, בשל האטמוספירה ולא בשל האופטיקה הטלסקופית. כך שההשקעה בגודל הטלסקופ יורדת בחלקה לטמיון. ניתן גם לשפר את המצב תוך השקעה עצומה של שיגור טלסקופ לחלל, אשר עולה פי 10-20 בהשוואה להשקעה בטלסקופ בעל גודל זהה המוצב על פני כדור הארץ.
ניתן להתמודד עם דילמה זו באמצעות אופטיקה מסתגלת (adaptive optics). מערכת זו פועלת בדרך הבאה, אור מגוף אסטרונומי נע בקווים ישרים בחלל, כך שחזית הגל, או קבוצת הגלים שיצאו מהגוף באותו זמן יוצרים משטח. אבל כאשר האור עובר דרך האטמוספרה, מהירותו תלויה בצפיפות האוויר. תנועות האוויר באטמוספירה העליונה יוצרות שינויים קלים בצפיפות. כתוצאה מהם חזית גל שנכנסה ישרה לאטמוספירה מתעוותת בעקבות המעבר דרכה. תנועות מערבולת מהירות יוצרות עיוות של האור, כך שחזית הגל משתנה פעמים רבות בשנייה. התוצאה הסופית היא תמונה מטושטשת. לאופטיקה מסתגלת יש שני מרכיבים מרכזיים. אחד מהם הוא חיישן חזית הגל, שנועד לזהות בדיוק איך חזית הגל הנכנסות לאטמוספירה מעוותת על ידה. הדבר נעשה על ידי יצירת מקור נקודתי ליד האובייקט הנחקר באמצעות קרן לייזר, זיהוי שכבת האטמוספירה שגורמת לעיוות, וניתוח האור הלייזר שנאסף. המרכיב השני הוא מראה גמישה שיכולה להתאים את צורתה במהירות ובדיוק כדי לתקן את חזית הגל מעוותת. המראה הראשית היא בדרך כלל גדולה מדי וקשיחה מכדי להתכופף, המראה שבעזרתה ניתן לתקן את העיוות היא מראה משנית קטנה יותר. האם זה נשמע קשה?! זה אכן כך! פיתוח אופטיקה מסתגלת נמשך יותר מעשור במעבדה ועשור נוסף נדרש כדי להתאימה לטלסקופים לפני שזה עבד.
באדיבות astropedia
כיום, לכל טלסקופ גדול יש גם גרסה כלשהי של אופטיקה מסתגלת, או שהיא נמצאת בפיתוח. תחילה היא עבדה עבור אורכי גל הארוכים בתחום אינפרה אדום הקרוב, שבו האתגרים הטכניים פחות קשים. כיום היא פועלת גם באורכי גל בתחום הנראה. עם ההצלחה בא התיאבון. התמונות הטובות ביותר שנעשו עם אופטיקה מסתגלת (AO) התגברו על מגבלות העקיפה של אופטיקת הטלסקופ. בשנת 2013 פותחה מערכת אופטיקה מסתגלת באוניברסיטת אריזונה עבור טלסקופ מגלן שקוטרו 6.5 מטר בצ'ילה. באמצעותו צולמה התמונה החדה ביותר של שמי הלילה. לטלסקופ מגלן כושר הפרדה זוויתית של 0.02 שניות קשת, מספיק טוב לראות מטבע קטן במרחק 160 ק"מ. איכות התמונות הטובות ביותר שצולמו מהקרקע באופטיקה מסתגלת עולה על איכות התמונות של טלסקופ החלל האבל, כך שחלק מהיתרון של אסטרונומית חלל נעלם. שוב פעם, חדשנות הטכנולוגית ממריצה את קצב גילויים באסטרונומיה המודרנית.
Author: Chris Impey