Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе добились невозможного: им удалось сделать самое чёткое в истории изображение звёздного диска, используя… всего один телескоп. Это стало возможно благодаря новейшей технологии, которая буквально «взломала» свет.
До сих пор для получения детальных снимков астрономам приходилось соединять целые сети телескопов, превращая их в гигантские массивы. Чем больше зеркало — тем выше детализация. Но теперь исследователи нашли способ обойти это правило. Они оснастили телескоп на Гавайях уникальным устройством — «фотонным фонарём» (photonic lantern), которое позволяет извлечь из собранного света максимум информации.
Принцип прост, но гениален. Обычно телескоп видит поток света как единое пятно. Новый прибор разбивает его на множество тончайших каналов — словно разделяет аккорд на отдельные ноты, а затем ещё и раскладывает по цветам, как радугу. После этого данные снова объединяются в сверхточное изображение.
С помощью этой технологии астрономы наблюдали звезду β Canis Minoris, находящуюся примерно в 160 световых годах от Земли. Её окружают облака водорода, вращающиеся с огромной скоростью. Благодаря новому методу учёные не только подтвердили вращение, но и обнаружили неожиданное — звёздный диск оказался асимметричным, «перекошенным».
«Мы и представить не могли, что увидим такую деталь, — говорит автор исследования Ю Джун Ким из UCLA. — Теперь перед астрофизиками стоит новая загадка: почему диск неравномерен?»
Обычные камеры упираются в предел — так называемый дифракционный лимит, который не позволяет увидеть более мелкие детали из-за самой природы света. Но новый метод этот предел фактически разрушил.
Чтобы получить идеальную картинку, команде пришлось бороться даже с атмосферой Земли. Воздушные потоки искажают изображение — именно поэтому звёзды мерцают. На телескопе Subaru в Хилаоа (Гавайи) установлена система адаптивной оптики, которая в реальном времени «гасит» колебания. Однако чувствительность прибора была настолько высокой, что пришлось разработать новый способ обработки данных, чтобы отфильтровать оставшиеся искажения.
Результат поражает: точность измерений возросла в пять раз по сравнению с прежними методами. Теперь учёные смогут видеть мелкие детали не только у звёзд, но и у планетных систем, туманностей и даже далеких галактик.
«Это начало новой эры в наблюдательной астрономии, — говорит профессор Майкл Фицджеральд из UCLA. — Мы впервые показали, как фотонные технологии могут изменить то, как человечество видит Вселенную».
В проекте участвовали исследователи из университетов Гавайев, Парижа, Сиднея, Центральной Флориды, Токио и Калифорнийского технологического института. Их совместная работа доказала: иногда, чтобы увидеть дальше, не нужно строить новый телескоп — достаточно научиться по-новому смотреть на свет.
