“一閃一閃，小星星”對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō)是一種扭曲的搖籃曲，因?yàn)檫@是一種能讓普通占星人把最強(qiáng)大望遠(yuǎn)鏡拍下的圖像效果。有時(shí)被稱為“天文觀測(cè)”，閃爍或模糊是由地球大氣中的湍流造成的，這使望遠(yuǎn)鏡的視野變得混亂。天文觀測(cè)是天文學(xué)家聚集到高山的原因，而高山能夠到達(dá)大氣層，也是太空望遠(yuǎn)鏡如此有價(jià)值的原因。

多虧了一種新的自適應(yīng)光學(xué)模塊，位于智利的大望遠(yuǎn)鏡可以更清晰地看到海王星。圖片：ESO/P. Weilbacher (AIP)

歐洲南方天文臺(tái)發(fā)布的新照片顯示了這種影響有多嚴(yán)重，以及一種叫做自適應(yīng)光學(xué)的技術(shù)如何能減少這個(gè)問(wèn)題。為了比較不同的圖像質(zhì)量水平，這些照片都聚焦于海王星。這些圖像是由位于智利的天文臺(tái)的超大望遠(yuǎn)鏡提供的，該望遠(yuǎn)鏡在一個(gè)望遠(yuǎn)鏡上安裝了一個(gè)新的自適應(yīng)光學(xué)模塊。自適應(yīng)光學(xué)通過(guò)補(bǔ)償來(lái)自大氣的干擾而產(chǎn)生更清晰圖像。為了做到這一點(diǎn)，該系統(tǒng)會(huì)跟蹤一顆特定的恒星，觀察它的光線是如何被大氣所扭曲。然后它調(diào)整觀看系統(tǒng)以扭轉(zhuǎn)模糊效果，產(chǎn)生不那么模糊的圖像。

這臺(tái)非常大的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的海王星，不管有沒(méi)有新的自適應(yīng)光學(xué)模塊，都顯示出新系統(tǒng)的改進(jìn)意義重大。圖片：ESO/P. Weilbacher (AIP)

但是天文學(xué)家不希望僅僅局限于觀測(cè)位于恒星附近的天體，這些天體可以用來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償過(guò)程。因此，一些自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)不是依靠天然恒星，而是利用激光來(lái)創(chuàng)造自己的“恒星”。這個(gè)非常大的望遠(yuǎn)鏡的新系統(tǒng)，叫做加拉西，以這種方式運(yùn)行自適應(yīng)光學(xué)，依靠四束激光作為“導(dǎo)星”。激光器發(fā)出明亮的橙色光芒，每束光束的直徑約為一英尺(30厘米)。該系統(tǒng)觀察這些激光是如何因大氣湍流而改變的，并向望遠(yuǎn)鏡可彎曲的反射鏡發(fā)出信號(hào)，以正確的方式重新校準(zhǔn)，以抵消湍流。這個(gè)過(guò)程大約每秒重復(fù)1000次。該系統(tǒng)消除了超過(guò)半英里(900米)以上的大氣層的影響，就好像把望遠(yuǎn)鏡放在了大氣層最活躍的部分。

這臺(tái)超大望遠(yuǎn)鏡的新自適應(yīng)光學(xué)視角下的海王星可以與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡相比。(這兩張照片不匹配，因?yàn)樗鼈儾皇峭瑫r(shí)拍攝的）。圖片：ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley)

該系統(tǒng)如此有效地補(bǔ)償了大氣，以至于用該系統(tǒng)拍攝的測(cè)試圖像幾乎與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片一樣清晰——這根本不需要處理這種現(xiàn)象。新的圖像顯示了構(gòu)成海王星大氣彩色氣體帶，而不是像望遠(yuǎn)鏡在升級(jí)之前那樣，只顯示出紫色的藍(lán)色模糊。歐洲南方天文臺(tái)最近一直在推動(dòng)自適應(yīng)光學(xué)，并于上周在該地點(diǎn)發(fā)布了第二套系統(tǒng)測(cè)試圖像。

自適應(yīng)光學(xué)模塊不僅僅是用來(lái)幫助研究我們太陽(yáng)系中的行星——它還能產(chǎn)生比我們的星系更清晰的恒星圖像，比如球狀星團(tuán)ngc6388。圖片：S. Kammann (LJMU)/ESO

新系統(tǒng)也是該組織下一個(gè)大型項(xiàng)目——超大望遠(yuǎn)鏡的實(shí)踐，該項(xiàng)目將在更大的望遠(yuǎn)鏡上應(yīng)用類似的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。那架望遠(yuǎn)鏡目前正在建造中，科學(xué)家們希望它能在2024年開(kāi)始工作。

博科園-科學(xué)科普｜文：Meghan Bartels/Space

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