El Unit Telescope 4 (Yepun) del Very Large Telescope (VLT) de ESO ahora se ha transformado en un telescopio totalmente adaptativo. Después de más de una década de planificación, construcción y pruebas, la nueva instalación de óptica adaptativa (AOF) ha visto la primera luz con el instrumento MUSE, capturando vistas asombrosamente nítidas de nebulosas planetarias y galaxias. El acoplamiento de AOF y MUSE forma uno de los sistemas tecnológicos más avanzados y poderosos jamás construido para la astronomía terrestre.

Adaptive Optics Facility (AOF) es un proyecto a largo plazo en el Very Large Telescope (VLT) de ESO para proporcionar un sistema de óptica adaptativa para los instrumentos en Unit Telescope 4 (UT4), el primero de los cuales es MUSE (el Explorador espectroscópico de unidades múltiples). La óptica adaptativa trabaja para compensar el efecto borroso de la atmósfera de la Tierra, permitiendo a MUSE obtener imágenes mucho más nítidas y dando como resultado el doble de contraste que antes se lograba. MUSE ahora puede estudiar incluso los objetos más débiles del Universo.

"Ahora, incluso cuando las condiciones climáticas no son perfectas, Los astrónomos aún pueden obtener una excelente calidad de imagen gracias a la AOF, "explica Harald Kuntschner, Científico del Proyecto AOF en ESO.

Tras una batería de pruebas en el nuevo sistema, el equipo de astrónomos e ingenieros fue recompensado con una serie de imágenes espectaculares. Los astrónomos pudieron observar las nebulosas planetarias IC 4406, ubicado en la constelación de Lupus (El Lobo), y NGC 6369, ubicado en la constelación de Ofiuco (El Portador de la Serpiente). Las observaciones de MUSE utilizando el AOF mostraron mejoras dramáticas en la nitidez de las imágenes, revelando estructuras de caparazón nunca antes vistas en IC 4406.

La AOF, que hizo posibles estas observaciones, se compone de muchas partes que trabajan juntas. Incluyen la instalación de cuatro estrellas guía láser (4LGSF) y el espejo secundario deformable muy delgado de UT4. El 4LGSF proyecta cuatro rayos láser de 22 vatios hacia el cielo para hacer brillar los átomos de sodio en la atmósfera superior. produciendo puntos de luz en el cielo que imitan las estrellas. Los sensores del módulo de óptica adaptativa GALACSI (Corrector adaptativo de la capa atmosférica terrestre para imágenes espectroscópicas) utilizan estas estrellas guía artificiales para determinar las condiciones atmosféricas.

Mil veces por segundo, el sistema AOF calcula la corrección que debe aplicarse para cambiar la forma del espejo secundario deformable del telescopio para compensar las perturbaciones atmosféricas. En particular, GALACSI corrige la turbulencia en la capa de atmósfera hasta un kilómetro por encima del telescopio. Dependiendo de las condiciones, la turbulencia atmosférica puede variar con la altitud, pero los estudios han demostrado que la mayor parte de las perturbaciones atmosféricas se producen en esta "capa de tierra" de la atmósfera.

"El sistema AOF es esencialmente equivalente a elevar el VLT unos 900 metros más alto en el aire, por encima de la capa más turbulenta de la atmósfera, "explica Robin Arsenault, Gerente de Proyecto AOF. "En el pasado, si quisiéramos imágenes más nítidas, hubiéramos tenido que encontrar un sitio mejor o usar un telescopio espacial, pero ahora con la AOF, podemos crear condiciones mucho mejores justo donde estamos, ¡por una fracción del costo! "

Las correcciones aplicadas por la AOF mejoran rápida y continuamente la calidad de la imagen al concentrar la luz para formar imágenes más nítidas, permitiendo que MUSE resuelva detalles más finos y detecte estrellas más débiles de lo que era posible anteriormente. GALACSI actualmente proporciona una corrección en un amplio campo de visión, pero este es solo el primer paso para llevar la óptica adaptativa a MUSE. Se está preparando un segundo modo de GALACSI y se espera que vea la primera luz a principios de 2018. Este modo de campo estrecho corregirá las turbulencias a cualquier altitud, permitiendo realizar observaciones de campos de visión más pequeños con una resolución aún mayor.

"Hace dieciséis años, cuando propusimos construir el revolucionario instrumento MUSE, nuestra visión era acoplarlo con otro sistema muy avanzado, la AOF, "dice Roland Bacon, líder de proyecto para MUSE. "El potencial de descubrimiento de MUSE, ya grande, ahora se mejora aún más. Nuestro sueño se está volviendo realidad ".

Uno de los principales objetivos científicos del sistema es observar objetos débiles en el Universo distante con la mejor calidad de imagen posible. lo que requerirá exposiciones de muchas horas. Joël Vernet, Científico del Proyecto ESO MUSE y GALACSI, comentarios:"En particular, nos interesa observar a los más pequeños, galaxias más débiles a las mayores distancias. Estas son galaxias en formación, todavía en su infancia, y son clave para comprender cómo se forman las galaxias ".

Es más, MUSE no es el único instrumento que se beneficiará del AOF. En el futuro cercano, otro sistema de óptica adaptativa llamado GRAAL se pondrá en línea con el instrumento infrarrojo existente HAWK-I, agudizando su visión del Universo. A esto le seguirá más tarde el nuevo y poderoso instrumento ERIS.

"ESO está impulsando el desarrollo de estos sistemas de óptica adaptativa, y el AOF también es un pionero para el telescopio extremadamente grande de ESO, ", añade Arsenault." Trabajar en el AOF nos ha equipado:científicos, ingenieros y la industria por igual, con una experiencia y conocimientos invaluables que ahora utilizaremos para superar los desafíos de construir el ELT ".