VLT превратили в самый большой оптический телескоп
Благодаря приемнику ESPRESSO впервые удалось объединить световые потоки от четырех отдельных 8,2-метровых телескопов VLT (Very Large Telescope), сообщается в пресс-релизе на сайте ESO. В этом режиме VLT становится самым большим на сегодня оптическим телескопом в мире по светособирающей площади.
При строительстве наземного телескопа VLT одной из основных целей было объединить световые потоки от его основных элементов — четыре основных телескопа UT с диаметром главного зеркала 8,2 метра — в одном приемнике излучения и тем самым создать единый гигантский инструмент. Теперь, когда в строй был введен новый эшелле-спектрограф ESPRESSO, позволяющий комбинировать потоки от любого сочетания четырех телескопов, задумку ученых наконец-то удалось осуществить.
Свет от каждого из основных телескопов VLT через систему зеркал, призм и объективов поступает в приемник ESPRESSO, расположенный на расстоянии до 69 метров от них. Используя сложную оптику и подземные туннели ESPRESSO либо объединяет потоки от четырех основных телескопов, увеличивая тем самым их светособирающую силу, либо по очереди работает с каждым из них, что позволяет гибко использовать наблюдательное время. Все эти режимы работы специально предусмотрены в конструкции спектрографа ESPRESSO.
Когда световые потоки от всех четырех 8,2-метровых основных телескопов соединяются, по своей светособирающей площади VLT становится крупнейшим из существующих сейчас в мире оптических телескопов; она эквивалентна индивидуальному телескопу с апертурой 16 метров. Однако угловое разрешение в этом случае соответствует разрешению 8-метрового телескопа, в отличие от VLT-интерферометра, в котором разрешение виртуального составного телескопа соответствует эффективной апертуре, равной максимальному расстоянию между отдельными телескопами.
Сведение оптических пучков и использование комплекса VLT в режиме единого телескопа откроет астрономам новые возможности. Например, можно будет осуществить калибровку по длине волны с использованием лазерных частотных гребенок (laser frequency comb), что дает крайне высокую чувствительность. Кроме того, можно будет наблюдать далекие и слабые квазары — это позволит проверить изменчивость фундаментальных физических констант. Сегодня существует теория о том, что фундаментальные постоянные вовсе не постоянны, а отличаются в разных точках Вселенной и на разных этапах ее эволюции.
Спектрограф ESPRESSO заработал совсем недавно — первые наблюдения с его участием были проведены в декабре прошлого года. В число его главных задач входит поиск и исследование землеподобных планет. Предполагается, что ESPRESSO сможет зарегистрировать более легкие планеты, чем те, которые известны на сегодняшний день, а также изучить их атмосферы. В будущем ему на смену придет телескоп ELT и его приемник HIRES, который сможет регистрировать методом лучевых скоростей экзопланеты еще меньших размеров, вплоть до планет размера Земли.
Кристина Уласович
Для скалярной константы связи удалось уточнить предел почти на порядок
Физики из Великобритании получили наиболее жесткие на сегодняшний день ограничения на параметры ультралегкой темной материи. Для этого они использовали данные атомных часов и новый модельно-независимый подход к изучению вариаций во времени этих параметров и других фундаментальных констант. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics. По современным представлениям темной материи во Вселенной примерно в пять раз больше обычного вещества. Она не участвует в электромагнитных взаимодействиях и поэтому недоступна прямому наблюдению. Наиболее вероятные кандидаты на роль темной материи — вимпы — до сих пор экспериментально не обнаружены. Поэтому ученые рассматривают и другие теории о составе темной материи: от сверхлегких частиц, например, аксионов, до первичных черных дыр. Ранее ученые уже использовали данные атомных часов для ограничения параметров ультралегкой темной материи с массой менее 10-16 электронвольт. На этот раз физики Натаниель Шерилл (Nathaniel Sherrill) и Адам О Парсонс (Adam O Parsons) с коллегами из университета Сассекса и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне предложили новый модельно-независимый подход к изучению временных вариаций фундаментальных констант при анализе данных атомных часов. При этом количество свободных параметров увеличилось, что по мнению ученых позволит тестировать различные модели и их константы связи. Чтобы проверить новый подход в действии, физики использовали три типа атомных часов: на основе атомов стронция Sr в решетчатой ловушке, на основе ионов иттербия Yb+ в ловушке Пауля и атомные часы на цезиевом фонтане Cs. Частоты всех часов измерялись относительно водородного мазера, после чего рассчитывались отношения частот Yb+/Sr, Yb+/Cs и Sr/Cs. Это позволило исключить возможные ошибки, связанные с нестабильностью работы мазера из-за изменения параметров окружающей среды. Генерируемые частоты во всех часах зависят от соотношений постоянной тонкой структуры и массы электрона. Поэтому из взаимных измерений частот трех часов можно получить колебания со временем этих констант. Особенностью эксперимента стала независимость измерений от предполагаемой функциональной зависимости констант от времени. Поэтому полученные ограничения могут быть использованы при рассмотрении любых гипотетических моделей. В частности, ученые получили ограничения на константы связи гипотетических частиц темной материи в области масс от 10-20 до 10-17 электронвольт. Для скалярной константы связи dγ(1) физикам удалось исключить новую область параметров, усилив предыдущий предел примерно на порядок. Ученые до сих пор не могут определить параметры темной материи, хотя и видят ее проявления в различных процессах. Чтобы лучше разобраться, какие на сегодняшний день существуют модели, описывающие темную материю, пройдите наш тест.