천문학

지구 달 망원경은 어떤 해상도를 얻을 수 있습니까?

지구 달 망원경은 어떤 해상도를 얻을 수 있습니까?


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이벤트 지평선은 60 arcmicroseconds의 해상도로 블랙홀의 이미지를 보간하기 위해 전 세계의 별도 망원경을 사용하여 지구 크기의 망원경을 얻었습니다.

달에 전파 망원경을 만들고 지구-달 궤도를 사용하여 이미지를 보간하면 어떤 해상도를 얻을 수 있습니까? 우리는 그것으로 무엇을 볼 수 있었습니까?

지구-달-화성 망원경을 사용한다면?

더 크게 가는 것이 의미가 있을까요?

이것은 우리가 미래에 지구에 있는 것과 같은 국부 망원경을 만들 가능성이 있다고 가정한 것입니다.


Wikipedia에 따르면 각도 분해능은 기준선(망원경 사이의 간격)에 반비례합니다. 이벤트 호라이즌 망원경의 기준선 크기는 10,000km입니다. 지구-달 거리는 약 40 배 더 큽니다. 지구-화성은 최대 25,000 배 더 큽니다. 즉, 달에 망원경을 추가하면 이론적으로 1.5 arcmicroseconds (이 파장에서)에 도달 할 수 있고 화성에서는 2.4 arcnanoseconds에 도달 할 수 있습니다.

그러나 적절한 간섭계를 얻으려면 (기준선 크기에 관계없이) 파장의 1/4의 정밀도로 망원경의 정확한 위치를 알아야 합니다. 230GHz 전파의 경우 파장이 1.3mm이므로 정밀도는 0.3mm가 되어야 합니다. 나는 이것이 우주를 통해 움직이는 몸에 도달하기가 매우 어렵다고 생각합니다.

나는 망원경을 한 곳에 배치하는 것이 어떤 영향을 미치는지 말할 만큼 그 문제에 정통하지 않습니다. (지구-달 또는 지구-화성 규모에서는 L4 및 L5 Lagrange 점에 우주 망원경을 추가하지 않는 한 선입니다.) vs. 그리드 이벤트 호라이즌 망원경처럼. 그러나 간섭계는 이미 두 개의 망원경에 대해 작동합니다.

각도 분해능이 고려해야 할 유일한 메트릭은 아닙니다. 물체를 확대하면 더 희미해지기 때문에 사진에서 동일한 수준의 밝기를 얻으려면 더 많은 망원경(및/또는 더 긴 노출 시간)이 필요합니다.


우주 기반 전파 망원경이 시도되었지만 성공했다는 증거는 거의 없습니다.

이미지를 얻으려면 단일 선이 아닌 여러 각도의 기준선이 필요합니다. 이것은 지구가 자전할 때 서로 다른 시간에 이루어진 측정을 결합하여 단 두 개의 망원경으로 지구에서 달성할 수 있으며 지구-달 기준선은 한 달에 걸쳐 유사하게 처리될 수 있지만, 이렇게 하려면 해당 시간 동안 이미지가 변경되지 않고 다음과 같이 유지되어야 합니다. 하늘의 북부 또는 남부 지역에있는 물체로 제한됩니다.

매일 상당한 시간 동안 망원경 사이에서 가시선 고대역폭 레이저 및 마이크로파 통신을 직접 얻을 수 있으므로 일부 동기화 문제는 실제로 지구 기반 VLBI보다 더 쉬울 것입니다.


궤도를 도는 Aragoscope는 허블보다 더 높은 해상도로 지구와 하늘을 촬영할 수 있습니다.

CU-Boulder에서 개발된 새로운 궤도 망원경 개념을 통해 과학자들은 허블 우주 망원경의 수백 배 해상도로 우주 또는 지구에 있는 물체를 이미지화할 수 있습니다. 이미지 크레디트: NASA

콜로라도 대학 볼더 연구원들은 다음 주 NASA 관리들에게 허블 우주 망원경보다 최대 1,000배 더 선명한 이미지를 제공할 수 있는 연구를 위해 기관이 선택한 혁신적인 우주 망원경 개념에 대해 업데이트할 예정입니다.

CU-Boulder 교수인 Webster Cash는 장비 패키지가 궤도를 도는 우주 망원경과 최대 0.5마일 너비의 불투명 디스크로 구성될 것이라고 말했습니다. 캐시에 따르면, 대상 별이나 다른 우주 물체에서 회절된 광파는 디스크의 가장자리 주위에서 구부러지고 중심점으로 수렴됩니다. 그 빛은 고해상도 이미지를 제공하기 위해 궤도를 도는 망원경에 공급될 것이라고 그는 말했다.

CU-의 캐시(Cash of CU-)는 "원반 주위에서 회절된 광파를 처음 발견한 프랑스 과학자 프랑수아 아라고의 이름을 따서 아라고스코프(Aragoscope)"라고 명명한 새로운 망원경 개념은 과학자들이 블랙홀 및 사건의 지평선(event horizons) 및 별 사이의 플라즈마 교환과 같은 우주 물체를 이미지화할 수 있게 해줄 것이라고 말했다. Boulder’s 천체 물리학 및 우주 천문학 센터. 새로운 망원경 시스템은 또한 지구를 가리키고 토끼만큼 작은 물체를 촬영할 수 있어 산에서 길을 잃은 야영자를 찾을 수 있다고 그는 말했습니다.

CU-Boulder Aragoscope는 2014년 6월 NASA의 NIAC(Innovative Advanced Concept) 프로그램에서 1단계 자금 지원을 위해 선택한 12개 제안 중 하나였으며, 이는 선구적인 기술 개발을 통해 공상 과학을 현실로 만들기 위해 고안되었습니다. 9개월에 걸쳐 각각 100,000달러의 자금이 지원되는 다른 1단계 NIAC 제안에는 회전하는 소행성을 포착하는 궤도 장치와 토성의 가장 큰 위성인 타이탄의 메탄 호수를 탐사하는 로봇 잠수함이 포함됩니다.

4월에 NIAC는 2년 동안 $500,000의 상금을 지급하는 2단계 자금조달을 위해 2014년 1단계 개념 중 6개를 선택합니다. 2004년과 2005년에 Cash는 망원경의 개념과 모성에서 오는 빛을 차단하고 행성의 빛이 주위로 새도록 하는 데이지 모양의 거대한 “starshade” 개념에 대한 1단계 및 2단계 자금 지원을 받았습니다. 팀에서 가장자리를 이미지화할 수 있습니다. 2008년 NASA는 새로운 세계의 별빛 연구를 진행하기 위해 Cash와 그의 팀에 100만 달러를 추가로 수여했습니다.

“솔직히 New Worlds starshade 프로젝트는 Aragoscope에 사용하려는 아키텍처와 겹치므로 2단계에 접어들면서 꽤 좋은 상태라고 생각합니다.” Cash가 말했습니다. Aragoscope는 Earth’의 자전을 따라 25,000마일 높이의 정지 궤도에 주차되어 지상에서 움직이지 않는 것처럼 보입니다.

"전통적으로, 우주 망원경은 본질적으로 허블 우주 망원경과 같은 단일 유리 조각이었습니다."라고 CU-Boulder 박사 과정 학생인 천체 물리학 및 행성 과학부의 Anthony Harness가 말했습니다. 그는 이 프로젝트에서 Cash와 함께 작업하고 있습니다. 그러나 우주 망원경이 무거울수록 발사 비용은 더 비쌉니다. 우리는 훨씬 더 높은 해상도와 더 낮은 비용을 제공하는 우주에 크고 가벼운 광학 장치를 배치하여 이 문제를 해결할 방법을 찾았습니다.”

불투명한 공간 디스크는 낙하산처럼 압축된 방식으로 발사된 다음 궤도에서 펼칠 수 있는 강하고 어두운 플라스틱 같은 재료(Hefty 백을 생각하십시오)로 만들어집니다. Harness는 우주 방패가 디스크의 크기에 따라 수십에서 수백 마일의 거리에서 망원경에 묶여 있을 것이라고 말했습니다.

"Aragoscope의 불투명한 디스크는 기본 렌즈와 유사한 방식으로 작동합니다"라고 Harness는 말했습니다. “원반의 가장자리에서 회절된 빛은 중심까지 같은 경로로 이동하여 이미지의 초점이 됩니다.” 이미지의 해상도는 망원경의 지름에 따라 증가하기 때문에 크고 가벼운 디스크를 발사할 수 있습니다. 그는 천문학자들이 더 작은 전통적인 우주 망원경보다 더 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있게 해줄 것이라고 말했다.

Cash and Harness는 망원경에서 몇 미터 떨어진 곳에 위치한 1 미터 디스크를 사용하여 실험실에서 Aragoscope 개념의 천문학적 시연을 수행하기를 희망한다고 말했습니다. 광원은 디스크 뒤 약 5~10미터에 고정됩니다.

또한 밤하늘에서 세 번째로 밝은 별인 쌍성계 알파 센타우리를 촬영하기 위해 산꼭대기에 우주 원반을 고정하고 공중에 떠 있는 항공기에 망원경을 부착해 별빛 개념을 테스트할 예정이다.

NIAC는 NASA의 임무를 발전시킬 수있는 사람과 조직으로부터 혁신적인 개념을 구하기 위해 1998 년에 만들어졌습니다. 수상한 컨셉은 “과학 및 기술의 한계를 뛰어넘는”이며 개발하는 데 최소 10년이 걸릴 것으로 예상됩니다.

Aragoscope 및 starshade 프로젝트 외에도 2000년과 2001년에 그가 블랙홀 입구를 내려다보는 데 사용할 수 있는 X선 간섭계를 제안했을 때 세 번째 NIAC 개념에 대한 1단계 및 2단계 자금 조달을 현금으로 받았습니다.


내용

VLBI에서 디지털화된 안테나 데이터는 일반적으로 각 망원경에 기록됩니다(과거에는 대형 자기 테이프에 이 작업이 수행되었지만 오늘날에는 일반적으로 컴퓨터 디스크 드라이브의 대형 어레이에 수행됨). 안테나 신호는 GPS 시간 표준에 추가로 고정된 매우 정확하고 안정적인 원자 시계(일반적으로 수소 측정기)로 샘플링됩니다. 천문 데이터 샘플과 함께 이 시계의 출력이 기록됩니다. 그런 다음 기록된 미디어는 중앙 위치로 전송됩니다. 더 최근의 [ 언제? ] 실험은 데이터가 광섬유(예: 유럽 GEANT2 연구 네트워크에서 10Gbit/s 광섬유 경로)에 의해 전송되고 망원경에서 기록되지 않는 "전자" VLBI(e-VLBI)로 수행되었습니다. 관찰 과정을 크게 단순화하고 단순화합니다. 데이터 속도가 매우 높더라도 현재 많은 국제 고속 네트워크에 상당한 여유 용량이 있다는 사실을 이용하여 일반 인터넷 연결을 통해 데이터를 보낼 수 있습니다.

상관기의 위치에서 데이터가 재생됩니다. 재생 타이밍은 원자 시계 신호와 각 망원경에서 전파 신호가 도착하는 예상 시간에 따라 조정됩니다. 나노초 범위의 재생 타이밍 범위는 일반적으로 올바른 타이밍을 찾을 때까지 테스트됩니다.

각 안테나는 무선 소스로부터의 거리가 다르며 짧은 기준 무선 간섭계와 마찬가지로 한 안테나까지의 추가 거리로 인해 발생하는 지연을 다른 안테나 각각에서 수신된 신호에 인위적으로 추가해야 합니다. 필요한 대략적인 지연은 문제의 기하학적 구조에서 계산할 수 있습니다. 테이프 재생은 오른쪽 그림과 같이 원자 시계에서 기록 된 신호를 시간 기준으로 사용하여 동기화됩니다. 안테나 위치가 충분히 정확하지 않거나 대기 영향이 큰 경우 간섭 무늬가 감지될 때까지 지연을 미세 조정해야 합니다. 안테나 A의 신호를 기준으로 삼는 경우 지연의 부정확성은 오류 ϵ B > 및 ϵ C > 각각 테이프 B와 C의 신호 위상에서(오른쪽 그림 참조). 이러한 오류의 결과로 매우 긴 기준선 간섭계로 복잡한 가시성의 위상을 측정할 수 없습니다.

복잡한 가시성의 위상은 소스 밝기 분포의 대칭에 따라 다릅니다. 모든 밝기 분포는 대칭 성분과 비대칭 성분의 합으로 쓸 수 있습니다. 밝기 분포의 대칭 구성 요소는 복잡한 가시성의 실제 부분에만 기여하는 반면 반 대칭 구성 요소는 허수 부분에만 기여합니다. 매우 긴 기준선 간섭계로 각각의 복잡한 가시성 측정의 위상을 결정할 수 없기 때문에 소스 밝기 분포에 대한 해당 기여의 대칭성은 알려져 있지 않습니다.

Roger Clifton Jennison은 클로저 단계라고 하는 옵저버블을 사용하여 지연 오류가 있을 때 가시성 단계에 대한 정보를 얻는 새로운 기술을 개발했습니다. 폐쇄 위상에 대한 그의 초기 실험실 측정은 광학 파장에서 수행되었지만 그는 전파 간섭계에서 자신의 기술에 대한 더 큰 잠재력을 예견했습니다. 1958년에 그는 무선 간섭계로 그 효과를 입증했지만 1974년에 장거리 무선 간섭계에 널리 사용되기 시작했습니다. 최소 3개의 안테나가 필요합니다. 이 방법은 첫 번째 VLBI 측정에 사용되었으며 이 접근 방식의 수정된 형태("자체 교정")가 오늘날에도 여전히 사용됩니다.


새로운 기술은 회절 한계를 넘어 망원경의 각 분해능을 향상시킬 수 있습니다

망원경의 각도 분해능은 높은 각도 분해능을 가진 망원경에서 별도의 사물로 여전히 분해 될 수있는 두 물체 사이의 가장 작은 각도이며, 이러한 물체는 매우 가깝지만 여전히 뚜렷하게 보일 수 있습니다.

저널에 발표된 새로운 논문에서 광학 편지, The Optical Society (OSA)의 연구팀은 현재 망원경의 회절 한계를 극복하는 방법을 제안합니다. 망원경의 회절 한계를 극복 할 수있는 방법을 제안합니다.이 방법은 잠재적으로 중간 크기의 망원경으로도 매우 높은 각도 해상도의 이미지를 얻을 수 있습니다.

지상 망원경의 사용 가능한 각도 해상도는 지구 대기의 흐릿한 효과를 실시간으로 보정하고 이상적으로는 회절 제한 해상도로 이미지를 복원하는 적응형 물체(AO) 시스템을 사용하여 증가될 수 있습니다. 그러나 영국 캠브리지 대학의 적응 광학 전문가인 Aglaé N. Kellerer는 망원경의 크기가 커질수록 보정이 점점 더 복잡해진다고 말합니다. "1989년에 최초의 천체 프로토타입은 19개의 보정 요소와 150Hz 샘플링 속도를 가지고 있었습니다. 현재 시스템에는 수천 개의 보정 요소와 1000Hz 이상의 샘플링 속도가 있습니다. 그리고 이것이 라인의 끝이 아닙니다."라고 Kellerer는 말합니다.

Kellerer와 그녀의 공동 저자인 이스라엘 Technion-Israel Institute of Technology의 Erez N. Ribak은 이제 광자 증폭과 통계적 특성의 조합을 사용하여 회절 한계를 넘어 망원경의 각도 분해능을 개선하는 것이 가능할 수 있다고 제안합니다. 자극된 광자 대 자발적 광자의

천체에서 방출되는 광자를 고려하십시오. 주어진 망원경으로 광자를 실제로 탐지하기 전에 그 위치에 대해 알려진 것은 천체를 중심으로 망원경까지 뻗어 있는 거대한 구형파의 어느 지점에 광자가 존재한다는 것뿐입니다. 그러나 망원경의 탐지기가 광자를 기록하면 광자의 경로는 망원경의 조리개에 의해 제한된 영역 내로 좁혀집니다. 하이젠베르크의 불확정성 원리는 이제 광자의 경로가 더 잘 알려져 있기 때문에 그에 상응하는 운동량의 불확도가 증가해야 함을 나타냅니다. 이것은 망원경의 해상도를 제한합니다.

그러나 Kellerer와 Ribak에 따르면이 제한은 일관된 또는 얽힌 광자의 집합을 가진 독립적 인 광자에만 적용되며 제한은 더 작을 수 있습니다. 그리고 그것이 그들의 아이디어의 핵심입니다. "우리는 천문학의 회절 한계를 극복하기 위해 광자 증폭(자극 방출)을 사용할 것을 제안합니다."라고 그녀는 말합니다.

특히, 연구자들은 여기된 원자가 망원경 구경과 광자 검출기 사이에 위치할 수 있다고 제안합니다. 천체 광자가 망원경에 들어가면 동일한 광자의 방출을 자극합니다. "이러한 광자는 동시에 검출기에 도착하고 회절 패턴에 퍼집니다."라고 Kellerer는 설명합니다. "들어오는 광자가 100개의 광자의 방출을 자극하면 광자의 들어오는 방향 결정의 정밀도가 10배 향상됩니다."

자극 된 방출은 소음에 기여하는 자발적 방출을 동반합니다. 이러한 이유로 과학자들은 이전에 천체 영상을 개선하기 위해 광자 증폭을 사용한다는 아이디어를 폐기했습니다. 그러나 Kellerer와 Ribak은 특정 크기 이상의 자극된 광자 폭발만 사용할 것을 제안합니다. 작은 광자 버스트를 생성하는 천문 광자는 더 큰 노이즈 구성 요소를 가지며 폐기되어 전체 노이즈를 줄입니다. "이것은 회절 한계를 극복할 수 있게 해 줄 것입니다."라고 그녀는 말합니다.

제안된 기술의 잠재적인 단점 중 하나는 생성된 이미지의 감도 손실입니다. 그녀는 "비용을 지불해야 하지만 안심할 수 있습니다. 무료로 회절 한계를 극복할 수 있는 수단을 찾는다면 하이젠베르크의 불확정성 원리와 모순되는 것이며 따라서 확실히 틀릴 것입니다. ." (또한 그녀는 감도 손실이 노출 시간 증가로 부분적으로 극복될 수 있다고 말합니다.)

매우 높은 각도 분해능을 달성하면 많은 천문학적 응용 분야에 도움이 될 것이라고 Kellerer는 말합니다. 한 예로, 그녀는 39광년 떨어진 매우 차가운 왜성 주변에서 지구와 같은 행성을 발견한 그녀의 그룹의 최근 연구를 지적합니다. 그녀는 "이 행성들이 천문학적 기준에 가깝지만 표면을 이미지화할 수 있을 만큼 충분히 큰 망원경이나 충분히 긴 기준선을 가진 간섭계를 만드는 것은 극히 어려울 것입니다. 이를 위해서는 기술적 돌파구가 필요할 것입니다."라고 말했습니다. "


거대 망원경이 목성의 위성 이오를 자세히 관찰하다

NASA의 갈릴레오 우주선이 촬영한 이오. 크레딧: NASA/JPL-CALTECH

목성의 위성에 있는 용암 호수의 이미징 간섭계를 통한 최초의 상세한 관찰을 통해 Large Binocular Telescope Observatory는 차세대 초대형 ​​망원경의 선구자로 자리 매김했습니다.

1610년 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 목성의 4개 위성 중 가장 안쪽에 있는 이오는 우리의 달보다 약간 더 크며, 우리 태양계에서 지질학적으로 가장 활동적인 천체입니다. 수백 개의 화산 지역이 표면에 점재하고 있으며 대부분이 황과 이산화황으로 덮여 있습니다.

종종 불과 혼돈과 관련된 북유럽 신의 이름을 따서 Loki라는 이름의 가장 큰 화산 지형은 용암 호수 위에 고형화 된 밀도가 높은 용암 지각이 간헐적으로 호수에 가라 앉아 지구에서 정기적으로 관찰되는 열 방출. 직경이 124 마일에 불과하고 지구에서 최소 3 억 3 천 7 백만 마일 떨어진 Loki는 최근까지 너무 작아서 지상 기반 광학 / 적외선 망원경으로 자세히 볼 수 없었습니다.

LBT(Large Binocular Telescope, LBT)는 가로가 각각 8.4미터(약 27피트)이고 동일한 마운트에 20피트 떨어져 있는 두 개의 거울을 사용하여 단일 22.8미터의 망원경과 동일한 세부 수준으로 이미지를 생성합니다. (75 피트) 거울은 간섭계를 통해 빛을 결합함으로써 달성 할 수 있습니다. 대형 쌍안경 간섭계 (LBTI) 덕분에 국제 연구팀은 Loki Patera를 관찰하여 이전에는 지구에서 볼 수 없었던 세부 사항을 밝힐 수있었습니다. 그들의 연구는 천문학 저널.

연구 책임자이자 LBTO(Large Binocular Telescope Observatory) 과학자인 Al Conrad는 "우리는 두 개의 매우 큰 거울에서 나오는 빛을 일관성 있게 결합하여 하나의 매우 큰 거울이 되도록 했습니다."라고 말했습니다. "이러한 방법으로 우리는 처음으로 호수 내의 다른 지역에서 오는 밝기를 측정할 수 있습니다."

애리조나 대학교 천문학 및 청지기 천문대에서 LBTI 프로젝트를 이끌고 있는 Phil Hinz에게 이 결과는 거의 15년에 걸친 개발의 결과입니다.

대형 쌍안 망원경

"우리는 매우 선명한 이미지를 형성하기 위해 LBTI를 구축했습니다. 시스템이 이렇게 잘 작동하는 것을 보니 기쁩니다."라고 Hinz가 말했습니다. 그는 이것이 LBTI의 독특한 측면 중 하나 일 뿐이라고 언급했습니다. "우리는 극도로 높은 동적 범위에서 선명한 이미지를 형성하고 주변 별 주변의 먼지와 행성을 감지하기 위해 시스템을 구축했습니다. eta Crv 및 HR 8799에 대한 LBTI의 최근 결과는 그 잠재력의 훌륭한 예입니다."라고 그는 말했습니다.

물체 (예 : Io의 화산)의 작은 특징을 보려면 선명한 이미지가 중요합니다. 다른 망원경과 마찬가지로 거울이 클수록 천문학자가 목표물에서 볼 수 있는 특징은 작아집니다.

"간섭 측정법은 LBT의 두 거울 중 가장 먼 지점만큼 큰 단일 거울에서 나오는 것처럼 보이도록 하는 방식으로 망원경의 두 주 거울 각각에서 나오는 빛을 결합하는 방법입니다. 22.8 각 주 거울의 8.4미터 대신 미터를 사용했습니다."라고 LBTO의 이사인 Christian Veillet가 설명했습니다. "우리가 별 근처에서 먼지나 행성을 찾으려면 밝은 별을 '지울' 방식으로 두 거울에서 오는 정보를 사용하고 다음과 같이 별 주변의 희미한 물체를 볼 수 있습니다. 행성이나 먼지 원반."

3~5마이크로미터의 근적외선 대역에서 LBTI의 심장부에 있는 영상을 기록하는 카메라인 LMIRcam은 버지니아 대학교 대학원생 재런 라이젠링의 논문 작업이었다. 현재 Steward Observatory의 NIRCam(NASA의 James Webb 우주 망원경용 근적외선 카메라)의 기기 과학자인 Jarron에게 이러한 관찰은 "저와 기기 팀에게 중요한 이정표입니다. LMIRcam은 지난 몇 년 동안 이미 매우 생산적이었습니다. 이제 간섭계의 결합은 LBTI의 잠재력을 최대한 활용하고 완전히 새로운 과학적 기회를 가능하게 하는 마지막 단계를 제공합니다."

버클리 캘리포니아 대학교 교수 임케 드 페이터(Imke de Pater)는 "우리는 수년에 걸쳐 Loki Patera의 여러 위치에서 항상 해결되지 않은 한 지점인 밝은 방출을 보았지만 LBTI의 이 절묘한 이미지는 "로키 파테라의 다른 지역에서 동시에 방출이 발생한다는 것을 지상 기반 이미지에서 처음으로 보여줍니다. 이것은 말굽 모양의 특징이 과거에 가설로 추측되었던 것처럼, 활성화된 뒤집힌 용암 호수일 가능성이 가장 높다는 것을 강력하게 시사합니다."

로키 파 테라 (주황색)의 LBT 이미지가 화산 우울증의 보이저 이미지 위에 놓여 있습니다. (주황색) 방출은 주로 호수의 남쪽 모서리에 국한된 망원경 점확산 기능으로 인해 남북 방향으로 퍼져 나타납니다. 크레딧: LBTO-NASA

"두 개의 화산 지형이 새로 활동적인 위치에 있습니다."라고 버클리 캘리포니아 대학의 대학원생인 Katherine de Kleer가 설명합니다. "그들은 불과 몇 달 전에 엄청난 폭발이 일어났던 Colchis Regio라는 지역에 위치하고 있으며 그 분화의 여파를 나타낼 수 있습니다. LBTI의 높은 해상도를 통해이 지역의 잔류 활동을 다음과 같이 해결할 수 있습니다. 용암이 흐르거나 근처에서 분출할 수 있는 특정 활성 사이트."

미네소타 대학의 팀원 인 칙 우드워드는 "달 표면을 끊임없이 변화시키는 이오의 매우 역동적 인 화산 활동을 연구하는 것은이 달의 내부 구조와 배관에 대한 단서를 제공합니다."라고 말했습니다. Io Volcano Observer와 같은 미래의 NASA 임무를 위한 것입니다. 목성에 가까운 Io의 고도로 타원 궤도는 달에 끊임없이 조석 압력을 가하고 있습니다. 마치 잘 익은 오렌지를 쥐어짜듯이 달이 껍질의 균열을 통해 주스가 빠져나갈 수 있기 때문입니다."

8미터 망원경을 통한 시뮬레이션된 이오의 모습(왼쪽)과 최종 실제 LBTI 재구성(오른쪽) 간의 비교. 크레딧: LBTO

Veillet에게 이 연구는 "전망대에 있어 매우 중요한 이정표입니다. 원래 제안된 지 25년이 넘은 망원경의 쌍안경 디자인의 독특한 특징은 이미지를 세부 수준(해상도)으로만 제공할 수 있다는 것입니다. 직경이 최소 22.7m인 단일 조리개 망원경은 도달할 수 있습니다. 오늘 발표된 Io의 장엄한 관측은 LBT 개념을 믿고 이 이정표에 도달하기 위해 20년 이상 열심히 노력한 많은 사람들에게 경의를 표합니다."

Veillet는 다음과 같이 덧붙였습니다. "LBT/LBTI 조합을 완전히 작동하는 기기로 만들기 위해서는 아직 많은 작업이 진행되고 있지만, 우리는 Large 쌍안 망원경이 진정한 의미에서 차세대 초거대 망원경의 진정한 선구자라고 말할 수 있습니다. 지금부터 10년(또는 그 이상)."


100% 방수 및 티타늄 합금에 바위처럼 견고합니다! 그 작은 것을 사랑하십시오.

나는 망원경에 많은 돈을 썼고 불행히도 대부분은 여행하기에는 너무 크고 서투른 것이었습니다. 이것은 뛰어난 선명도와 컴팩트한 크기로 모든 상자를 확인합니다. 나 한테 딱이야.

Lacey P. - 야외 활동 애호가.

이 작은 망원경이 얼마나 잘 작동하는지 진지하게 믿을 수 없습니다. 내 손바닥 크기이고 문자 그대로 몇 마일이나 떨어진 곳을 볼 수 있습니다. 나는 이것을 확실히 추천 할 수 있습니다, 당신은 그것을 후회하지 않을 것입니다!

스티브 윈터 - 야생 동물 사진가 .

휴대하기 좋은 파우치와 스트랩이 함께 제공되었는데, 단돈 60달러에 이렇게 훌륭한 이미지 품질을 얻을 수 있으리라고는 기대하지 않았습니다. 저에게 3000 달러가 넘는 제 스와 로브 스키 쌍안경은 머리 길이가 더 낫습니다. 내가 Python Optic을 사용할 수만 있다면 그 돈을 쓸 이유를 찾지 마십시오. 앞으로 이 회사에서 더 많은 것을 볼 수 있기를 기대합니다.

존 말로이 - 생물학 교사이자 여행자.


코멘트

2018년 2월 17일 오전 10시 13분

멋지고 간단합니다! 감사합니다.

아마추어 천문학자들이 사용하는 것과 같은 투과 회절 격자를 사용하는 분광학에 대해 유사한 것을 작성할 수 있다면 흥미로울 것입니다. 왜 선/mm, CCD까지의 거리, 보는 것과 관련된 스펙트럼 샘플링을 선택하는지 설명합니다.
건배!

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Richard S. Wright Jr. 포스트 저자

2018년 2월 17일 오후 6:09

고마워요, 마음에 들어서 다행입니다. 흥미로운 제안, 명심하겠습니다!

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2020년 9월 14일 오후 6시 47분

안녕하세요. 작성해 주셔서 감사합니다. 나는 샘플링 주제에 관한 많은 블로그를 읽었고 당신의 블로그가 가장 이해하기 쉽습니다. 그래도 질문이 많습니다. 그 중 하나는 FWHM에 관한 것입니다. 모든 캡처 소프트웨어가이를 제공하는 것은 아닙니다. 광산은 HFR(절반 자속 반경)을 보고합니다. 일부 문헌에서는 HFD(반자속 직경)가 FWHM과 호환되거나 우수하다고 말합니다. 그것에 대해 어떻게 생각하세요?

이미지로 FWHM을 실제로 모니터링하는 데 사용할 수 있는 다른 소프트웨어를 알고 있습니까?

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Richard S. Wright Jr. 포스트 작성자

9 월 15, 2020 at 10:29 오전

그들은 실제로 비슷한 양입니다. HFD 또는 반경의 계산은 열악한 시야 조건에서 약간 더 강력합니다.

나는 당신이 이미지를 만들 때 자동으로 값을 보고하는 것을 모릅니다. 저는 TheSky Imaging Edition을 사용하며(물론 일부 프로그래밍도 수행합니다) 이미지 링크(플레이트 해결)를 수행하면 이미지에 있는 모든 별의 평균 FWHM이 보고됩니다. 많은 초점 패키지도 이것을보고하므로 일단 초점이 맞춰진 시야가 얼마나 좋은지 알 수 있습니다.


우리가 달로 돌아간다면 오늘날 지구에 우주 비행사가 표면 위를 돌아다니는 것을 볼 수 있을 만큼 강력한 망원경이 있습니까?

아니요, 어떤 망원경도 가까이 올 수 있다고 생각하지 않습니다.

예를 들어, 허블의 각 해상도는 arcsecond의 약 1/10입니다. 달에서 약 384,000km 떨어져 있습니다. 1/10 arcsecond는 1/36000도이고 원은 360도입니다.

반지름이 384000km인 원의 1/10 arcsecond는 다음과 같습니다.

2 * 384000 * 파이 / 360 / 36000 = 0.18617

따라서 허블의 해상도는 186m가 될 것이며, 이는 인간 한 명을 식별하기에는 너무 큽니다. 달에서 사람을 식별하는 데 필요한 1m 미만의 해상도를 달성하려면 망원경이 존재하지 않는 100배 이상의 해상도가 필요합니다.

따라서 허블의 해상도는 186m가 됩니다.

픽셀당. 누군가가 이미지가 덮는 너비라고 생각하는 경우.

우리가 현재 가지고 있는 어떤 전통적인 망원경도 아니지만 간섭계는 그것을 할 수 있습니다. 지구상에서 가장 강력한 광학 간섭계는 200마이크로아크초의 각도 분해능을 가진 캘리포니아의 CHARA 어레이입니다. 달까지의 거리에서 이는 1.22피트의 해상도로 변환됩니다.

Tldr: 예, 할 수 있습니다. 하지만 이 능력을 갖춘 시설은 지구상에 단 하나뿐입니다. 멋진 점은 누구나이 망원경으로 시간을 신청할 수 있다는 것입니다. 그래서 여러분은 그들의 웹 사이트에 가서 실제로이 실험을하도록 요청할 수 있습니다.

그래서. 허블보다 100배 더 강력하다? 허블은 NRO가 NASA에 선물한 것이거나 적어도 기술적으로 이전 세대 키홀 위성인 설계를 기반으로 하지 않았습니까? 나는 어딘가에서 허블이 지구가 아닌 별을 향하는 KH-11 열쇠 구멍 위성 인 거의 1 : 1이라는 것을 기억합니다. 이 외에도 NRO가 NASA에 제공한 편리한 다운 키홀 싯을 중심으로 허블을 대체할 수 없습니다. 키홀 새트의 현재 세대에 대한 정보를 얻는 것은 불가능하며, 소문 외에 존재한다는 것조차 불가능하지만 1970년대보다 100배 더 강력한 기술은 그렇게 극단적인 것 같지 않습니다.

현재/차세대 NRO 자산을 위해 개발된 몇 가지 이미징 센서와 지난 10년 반 동안 발표된 후 미국 국방 전용으로 인수된 모든 광학 렌즈 혁신을 볼 수 있습니다. 기술이 존재할 가능성의 영역을 벗어나는 것처럼 보이지만 정보 커뮤니티 외부에서 사용할 수 없습니다.


새로운 우주 망원경 개념은 허블보다 훨씬 더 높은 해상도로 물체를 촬영할 수 있습니다

CU-Boulder에서 개발된 새로운 궤도 망원경 개념을 통해 과학자들은 허블 우주 망원경의 수백 배 해상도로 우주 또는 지구에 있는 물체를 이미지화할 수 있습니다. 크레딧 : NASA

콜로라도 대학 볼더 연구원들은 다음 주 NASA 관리들에게 허블 우주 망원경보다 최대 1,000배 더 선명한 이미지를 제공할 수 있는 연구를 위해 기관이 선택한 혁신적인 우주 망원경 개념에 대해 업데이트할 예정입니다.

CU-Boulder 교수인 Webster Cash는 장비 패키지가 궤도를 도는 우주 망원경과 최대 0.5마일 너비의 불투명 디스크로 구성될 것이라고 말했습니다. 캐시에 따르면, 대상 별이나 다른 우주 물체에서 회절된 광파는 디스크의 가장자리 주위에서 구부러지고 중심점으로 수렴됩니다. 그 빛은 고해상도 이미지를 제공하기 위해 궤도 망원경으로 공급 될 것이라고 그는 말했다.

CU-Boulder's Center의 Cash는 새로운 망원경 개념은 원반 주위에서 회절된 광파를 처음 발견한 프랑스 과학자 Francois Arago의 이름을 따서 명명된 새로운 망원경 개념을 통해 과학자들이 블랙홀 "사건 지평선" 및 별 사이의 플라즈마 스왑과 같은 우주 물체를 이미지화할 수 있다고 말했습니다. 천체 물리학 및 우주 천문학을 위한. 새로운 망원경 시스템은 또한 지구를 가리키고 토끼만큼 작은 물체를 촬영할 수 있어 산에서 길을 잃은 야영자를 찾을 수 있다고 그는 말했습니다.

CU-Boulder Aragoscope는 2014년 6월 NASA의 NIAC(Innovative Advanced Concept) 프로그램에서 1단계 자금 지원을 위해 선택한 12개 제안 중 하나였으며, 이는 선구적인 기술 개발을 통해 공상 과학을 현실로 만들기 위해 고안되었습니다. 9 개월에 걸쳐 10 만 달러에 자금을 지원 한 다른 1 단계 NIAC 제안에는 텀블링 소행성을 포착하는 궤도 장치와 토성의 가장 큰 달인 타이탄의 메탄 호수를 탐험하기위한 로봇 잠수함이 포함됩니다.

4월에 NIAC는 2년 동안 $500,000의 상금을 지급하는 2단계 자금조달을 위해 2014년 1단계 개념 중 6개를 선택합니다. 2004년과 2005년에 캐시는 망원경과 모성에서 오는 빛을 차단하고 행성의 빛이 가장자리 주위로 새어 나오도록 하는 거대한 데이지 모양의 "별가리개" 개념에 대한 1단계 및 2단계 자금 지원을 받았습니다. 팀이 이미지를 만들 수 있도록 합니다. 2008 년 NASA는 캐시와 그의 팀에게 New Worlds 스타 셰이드 연구를 진행하기 위해 추가로 1 백만 달러를 수여했습니다.

"솔직히 우리의 New Worlds starshade 프로젝트는 Aragoscope에 사용하려는 아키텍처와 겹치므로 2단계에 접어들면서 꽤 좋은 상태라고 생각합니다."라고 Cash가 말했습니다. Aragoscope는 지구의 자전을 따라 25,000마일 높이의 정지 궤도에 주차되어 지상에서 움직이지 않는 것처럼 보입니다.

"전통적으로 우주 망원경은 본질적으로 허블 우주 망원경과 같은 단일 유리 조각이었습니다."라고 CU-Boulder 박사 과정 학생인 천체 물리학 및 행성 과학부의 Anthony Harness가 말했습니다. 그는 이 프로젝트에서 Cash와 함께 작업하고 있습니다. "But the heavier the space telescope, the more expensive the cost of the launch. We have found a way to solve that problem by putting large, lightweight optics into space that offer a much higher resolution and lower cost."

The opaque space disk would be made of a strong, dark, plastic-like material (think Hefty Bag) that could be launched in a compressed fashion like a parachute, then unfurled in orbit. The space shield would be tethered to the telescope at distances from tens to hundreds of miles depending on the size of the disk, said Harness.

"The opaque disk of the Aragoscope works in a similar way to a basic lens," said Harness. "The light diffracted around the edge of the circular disk travels the same path length to the center and comes into focus as an image." Since image resolution increases with telescope diameter, being able to launch such a large, yet lightweight disk would allow astronomers to achieve higher-resolution images than with smaller, traditional space telescopes, he said.

Cash and Harness said they hope to conduct an astronomical demonstration of the Aragoscope concept in the lab using a 1-meter disk placed several meters from a telescope. The light source would be fixed about 5 or 10 meters behind the disk.

In addition, they hope to test the starshade concept by fixing a space disk on a mountaintop and attaching a telescope on a hovering aircraft in order to image Alpha Centauri, a binary star system that appears as the third brightest star in the sky.

NIAC was created in 1998 to solicit revolutionary concepts from people and organizations that could advance NASA's missions. The winning concepts "push the limits of science and technology" and are expected to take at least a decade to develop.

In addition to the Aragoscope and Starshade project, cash won Phase One and Phase Two funding for a third NIAC concept in 2000 and 2001 when he proposed an X-ray interferometer that could be used to look down the mouths of black holes.


The birth of a telescope 30 times larger than Earth

Artist's impression of Spektr-R, the 10-meter space-borne antenna of the RadioAstron project. Credit: Lavochkin Association

(PhysOrg.com) -- On 15 November 2011, the Effelsberg 100-meter radio telescope, together with three Russian and one Ukrainian telescope, took part in the first interferometric observations with the orbiting 10-meter antenna Spektr-R of the Russian RadioAstron project. The observations were made at a wavelength of 18 centimeters, targeting the distant, bright, and very compact quasar 0212+735. Interferometric signals have been successfully detected by the RadioAstron team between Spektr-R and the ground antennas, setting a new world record for the size of a radio interferometer and opening a new era in interferometric studies of cosmic radio emission.

The technique of very long baseline interferometry, which has already set a number of world records in astronomy, now enters an entirely new era signaled by a successful detection of interferometric signals ("fringes") made in observations performed with the 10-meter space-borne antenna Spektr-R of the RadioAstron project, three 32-meter antennas of the Russian QUASAR Network, the Ukrainian 70-meter antenna in Evpatoria, and the German 100-meter radio telescope in Effelsberg. The detection was made on 15 November 2011, with observations performed at a wavelength of 18 centimeters and targeting bright and extremely compact radio emission from the distant quasar 0212+735.

First interferometric signal ("fringe") between Spektr-R and the Effelsberg 100m radio telescope. Credit: Astro Space Center of Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

"These fascinating results confirm our expectations that we will be able to probe with RadioAstron the conditions in the innermost regions of quasars with unprecedented detail", says Anton Zensus, director at the Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn and head of the institute's "Very Long Baseline Interferometry" (VLBI) research group. "The weak signals from such systems require the coordinated use of the most sensitive radio telescopes available such as the 100-m dish in Effelsberg."

In order to perform these observations, data from the space antenna of RadioAstron were recorded on-board and sent to the satellite tracking antenna in Puschino, Russia. These data have been subsequently combined with recordings made at ground-based radio telescopes participating in RadioAstron observations. This is done at a special RadioAstron correlator facility in Moscow. The RadioAstron correlator performs searches for correlations (or interferometric fringes) between the signals recorded at two or more antennas. Using these correlations, images of distant cosmic objects can be reconstructed at a resolution that would have been achieved with a telescope as large as the largest distance between the antennas participating in observations.

The satellite was about 100,000 km away from Earth during the observations of the quasar 0212+735. Planned observations with SpectR will extend out to 360,000 kilometers from the Earth, thus creating a telescope which is effectively 30 times larger than the size of our planet. This kind of telescope will achieve a resolution as fine as 1/100,000 of a second of arc. This resolution is sufficient for measuring the size of a one cent coin on the surface of Moon and reaches within a factor of two of the scale of the event horizon in the supermassive black hole in the center of our Galaxy.

"The RadioAstron team is very excited to get the first interferometric signals", says RadioAstron scientist Yuri Kovalev from Astro Space Center in Moscow. "This achievement confirms a successful operation of the extremely complex system and is a milestone that allows us to move forward to an extensive science program involving radio telescopes located throughout the world."

This exciting new capability promises to help tackling some of the most puzzling problems in astrophysics, including the origin of the most energetic particles in the Universe and the nature of supermassive black holes.


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