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Teleskope: Eine adaptive Optik für das sichtbare Licht

Die adaptive Optik MagAO im Betrieb

Auf dem Las Campanas Observatory in Chile wurde beim 6,5-Meter-Teleskop Magellan eine adaptive Optik in Betrieb genommen, die es erstmals ermöglicht, im sichtbaren Licht Bilder extrem hoher Auflösung zu gewinnen. Die beste Auflösung beträgt 0,02 Bogensekunden pro Bildpunkt und ist damit doppelt so hoch wie diejenige des Weltraumteleskops Hubble. Bisherige adaptive Optiken arbeiten bislang ausschließlich im nahen Infraroten.

Die adaptive Optik MagAO im Betrieb | Die Leistung der adaptiven Optik MagAO des 6,5-Meter-Teleskops Magellan in Chile (Mitte) zeigt sich im Vergleich zum unkorrigierten Bild links. Mit Korrektur lassen sich die Komponenten des Doppelsterns Theta 1 Orionis C sofort erkennen. Der Stern ist schon seit langem als spektroskopischer Doppelstern bekannt, aber im sichtbaren Licht war es bislang nicht möglich, die Komponenten zu trennen.

Um die ständige Luftunruhe auszuschalten, welche die Bildschärfe von großen Teleskopen drastisch reduziert, setzt das System MagAO (Magellan Adaptive Optics) einen nur 1,6 Millimeter dicken, sehr flexiblen Spiegel mit einem Durchmesser von 85 Zentimetern ein. Er kann seine Form 1000-mal pro Sekunde an 585 verschiedenen Punkten gleichzeitig an die gemessene Luftunruhe anpassen und so ein scharfes, unverzerrtes Bild in der Brennebene erreichen.

Bei den ersten Probebeobachtungen widmeten sich die Astronomen von der University of Arizona, der Carnegie Institution of Washington und dem Arcetri-Observatorium in Florenz den Sternentstehungsgebieten im Orionnebel. Unter anderem beobachteten sie die hellen Sterne im Trapez und konnten den Stern Theta 1 Orionis C erstmals direkt in seine beiden Einzelsterne auflösen. Aus spektroskopischen Daten war schon lange bekannt, dass Theta 1 Ori C ein Doppelstern ist. Zudem konnten die Astronomen alle hellen Mitglieder des benachbarten Sternhaufens erfassen und ihre Eigenbewegungen ermitteln.

Details im Trapez mit MagAO | Das aus vier hellen Sternen gebildete Trapez im Zentrum des Orionnebel Messier 42 lässt sich schon in kleinen Amateurfernrohren erkennen. Mit dem 6,5-Meter-Teleskop Magellan und der adaptiven Optik MagAO treten im sichtbaren Licht aber noch viel mehr Details hervor: Der Stern Theta 1 Orionis B (oben) lässt sich in vier Einzelsterne aufösen und Theta 1 Orionis C enthüllt seine Doppelsternnatur (Mitte). Die Komponenten des wesentlich lichtschwächeren Doppelsterns LV 1 werden vom extremen Sternwind des Riesen Theta 1 Orionis C stark verformt. Die Detailbilder übertreffen mit einer Auflösung von 0,02 Bogensekunden pro Bildpunkt diejenige des Weltraumteleskops Hubble um das Doppelte. Das Hintergrundbild ist eine Aufnahme von Hubble.

Des Weiteren untersuchten die Forscher eine protoplanetare Scheiben um einen jungen Stern im Orionnebel im Detail, die als dunkle Silhouette vor dem hellen Nebel sichtbar ist. Dabei wurde das Licht des Zentralstern ausgeblendet und es zeigte sich, dass die Scheibe bei Annäherung an das Zentralgestirn optisch dichter wird und immer weniger Hintergundlicht durchlässt. Diese Beobachtungen sind nur ein erster Vorgeschmack auf die Ergebnisse, wenn MagAO den Routinebetrieb aufnimmt.

  • Quellen
Carnegie Institution of Washingten, 23. August 2013

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