Большой бинокулярный телескоп (LBT), расположенный на горе Грэм в Аризоне и находящийся в ведении Университета Аризоны, является частью нового поколения чрезвычайно больших телескопов (ELT). Благодаря двум главным зеркалам размером 8,4 м (~ 27,5 футов) его площадь сбора немного больше, чем у 30-метрового телескопа (98,4 фута). Ожидается, что благодаря их разрешению, адаптивной оптике и сложным инструментам эти телескопы смогут глубже исследовать Вселенную и предоставлять потрясающие изображения всего, от далеких галактик до объектов в нашей Солнечной системе.
Международная группа во главе с Университетом Аризоны недавно получила изображения спутника Юпитера Ио, которые оказались снимками с самым высоким разрешением, когда-либо сделанными наземным телескопом. На изображениях были обнаружены элементы поверхности размером всего 80 км (50 миль) в поперечнике — пространственное разрешение, ранее предназначенное для космических кораблей. Сюда входит миссия НАСА «Юнона», которая сделала одни из самых потрясающих изображений вулканов Ио. Эти изображения стали возможными благодаря новому прибору SHARK-VIS LBT и системе адаптивной оптики телескопа.
Группу возглавлял Эл Конрад, младший научный сотрудник факультета астрономии Университета Аризоны, обсерватории Стюарта и обсерватории Большого бинокулярного телескопа (LBTO). К нему присоединились исследователи из Калифорнийского университета в Беркли, Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА. Их статья «Наблюдение за обновлением поверхности Ио посредством осаждения шлейфа с использованием наземной адаптивной оптики в видимых длинах волн с помощью LBT SHARK-VIS (GRL)» и изображения LBT будут опубликованы в журнале Письма о геофизических исследованиях.
SHARK-VIS — это высококонтрастный оптический коронографический прибор, разработанный и изготовленный в INAF-Osservatorio Astronomico di Roma. Прибор питается от обновленной системы адаптивной оптики LBT Extreme, называемой обновлением одинарной сопряженной адаптивной оптики для LBT (SOUL). Он был установлен в 2023 году на LBT вместе с прибором ближнего инфракрасного диапазона SHARK-NIR, чтобы воспользоваться преимуществами выдающейся системы адаптивной оптики телескопа. Ключом к инструменту является его быстрая, сверхмалошумящая камера «быстрой съемки», которая снимает замедленные кадры, фиксируя оптические искажения, вызванные атмосферными помехами.
Джанлука Ли Каузи, менеджер по обработке данных SHARK-VIS в Итальянском национальном институте астрофизики, объяснил, как это работает, в недавнем выпуске новостей Университета Аризоны:
«Мы обрабатываем наши данные на компьютере, чтобы удалить любые следы электронного следа датчика. Затем мы выбираем лучшие кадры и объединяем их с помощью высокоэффективного программного пакета Kraken, разработанного нашими коллегами Дугласом Хоупом и Стюартом Джеффрисом из Университета штата Джорджия. Kraken позволяет нам удалять атмосферные эффекты, раскрывая Ио с невероятной резкостью».
Изображение SHARK-VIS было настолько богатым на детали, что позволило исследователям идентифицировать крупное событие всплывания поверхности вокруг Пеле, одного из крупнейших вулканов Ио, расположенного в южном полушарии недалеко от экватора (и названного в честь гавайского божества, связанного с огнем и вулканами). . На снимке показаны шлейфовые отложения вокруг Пеле, покрытые отложениями извержения соседнего вулкана Пиллан Патера. Космический корабль НАСА «Галилео» наблюдал аналогичную последовательность извержений во время исследования системы Юпитера в период с 1995 по 2003 год. Однако это был первый раз, когда наземная обсерватория сделала такие подробные изображения.
«Мы интерпретируем эти изменения как отложения темной лавы и отложения белого диоксида серы, возникшие в результате извержения Пиллан-Патера, которые частично покрывают красный, богатый серой шлейф Пеле», — сказала соавтор Эшли Дэвис, главный научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА. . «До SHARK-VIS такие события всплывания на поверхность было невозможно наблюдать с Земли». Ио — самый внутренний из крупнейших спутников Юпитера (также известных как галилеевы спутники), к которым относятся Европа, Ганимед и Каллисто. С тех пор, как космический корабль НАСА «Вояджер-1» пролетел через систему Юпитера в 1979 году, ученые были очарованы Ио и его вулканическими особенностями.
Наряду с Европой и Ганимедом, Ио находится в орбитальном резонансе 1:2:4, где Европа совершает два оборота на каждую орбиту Ганимеда, а Ио — четыре. В результате взаимодействия с этими лунами и мощной гравитацией Юпитера внутренняя часть Ио постоянно изгибается, производя горячую лаву, которая извергается через поверхность. Хотя телескопы сделали инфракрасные изображения, на которых были обнаружены горячие точки, вызванные извержениями, они недостаточно четкие, чтобы выявить детали поверхности или определить места извержений. Наблюдая за извержениями на поверхности Ио, ученые надеются получить представление о механизме приливного нагрева, ответственном за интенсивный вулканизм Ио.
«Поэтому Ио предоставляет уникальную возможность узнать о мощных извержениях, которые помогли сформировать поверхность Земли и Луны в их далеком прошлом», — сказал Конрад. Подобные исследования, добавил он, помогут исследователям понять, почему на некоторых планетах есть действующие вулканы, а на других нет. Например, хотя Венера считается все еще вулканически активной, Марс является домом для крупнейших вулканов Солнечной системы, но он неактивен. Эти исследования могут также когда-нибудь пролить свет на вулканические экзопланеты, помогая астрономам идентифицировать геологическую активность на далеких планетах (возможный признак обитаемости).
Специалист по приборам SHARK-VIS Симона Антониуччи ожидает, что это позволит проводить новые наблюдения за объектами по всей Солнечной системе с одинаковой четкостью, выявляя все виды особенностей, которые в противном случае потребовались бы космическому кораблю». Острое зрение SHARK-VIS особенно подходит для наблюдения за поверхностями. многих тел Солнечной системы, не только спутников планет-гигантов, но и астероидов», — сказал он. «Некоторые из них мы уже наблюдали, данные в настоящее время анализируются, и планируем наблюдать дальше».
Дополнительная литература: Университет Аризоны.
