Astronomowie z Instytutu Astronomii (IfA) Uniwersytetu Hawajskiego (UH) opublikowali pierwszy obraz z nowej 16-megapikselowej kamery podczerwonej zamontowanej ostatnio na 2,2-metrowym teleskopie UH na Mauna Kea. Nowa kamera zapewnia szesnastokrotnie większe pole widzenia oraz dużo wyższą czułość niż 1-megapikselowe kamery powszechne wykorzystywane na teleskopach w ostatnim dziesięcioleciu. Do momentu, aż większe teleskopy nie będą wykorzystywały podobnych instrumentów, trzydziestoletni 2,2-metrowy teleskop UH staje się najpotężniejszym na świecie instrumentem w zakresie obrazowania w podczerwieni.

Rozwój nowej technologii został napędzony przez potrzeby, jakie pojawiły się w związku z konstrukcją teleskopu James Webb Space Telescope (JWST), następcy Hubble Space Telescope, który ma zostać wystrzelony w ciągu następnych dziesięciu lat. Ten sześciometrowy teleskop będzie miał pole widzenia sześć razy większe niż Teleskop Hubble’a. Zostanie wystrzelony na orbitę daleko za Księżycem, gdzie zostanie ochłodzony do temperatury rzędu -240 stopni Celsjusza, pozwalającej na niezmiernie precyzyjne obserwacje podczerwone. NASA wybrała technologię Uniwersytetu Hawajskiego i Rockwell Scientific Company do budowy kamer na JWST i zamierza zastosować ją również do budowy kilku innych instrumentów.

Na rozwój metody NASA przeznaczyła prawie 7 milionów dolarów. Zespół z IfA kierowany przez dr Dona Halla, byłego dyrektora IfA, przy współpracy z Rockwell Scientific Company w Camarillo, podczas czteroletnich badań skonstruował 4-megapikselowe chipy, wykorzystując nowe podczerwone detektory oraz najlepsze krzemowe chipy, o rozmiarach prawie 5 x 5 centymetrów, jedne z największych, jakie kiedykolwiek wyprodukowano. We współpracy z GL Scientific z Honolulu zespół wynalazł nowy sposób łączenia 4 indywidualnych 4-megapikselowych matryc tak, aby skonstruować 16-megapikselową kamerę. To podejście pozwala nawet na utworzenie większych mozaikowych kamer w przyszłości.

Hall podkreślił, że projekt został w całości przeprowadzony z laboratorium w Hilo. “Zespół IfA kierował zarówno pracami projektowymi w Rockwell Scientific i produkcją krzemowych chipów UMC na Tajwanie” – powiedział. – “Dodatkowo stworzyliśmy w Hilo laboratorium, by przetestować nowe detektory i możemy je określić jako najlepsze z obecnie dostępnych. Złożone instrumenty, jak ta kamera, wymagają zwykle długiego okresu sprawdzania i poprawiania, gdy już zostaną zamontowane na teleskopie. Dzięki sprawności technicznej sztabu IfA i wspaniałego wyposażenia w laboratorium, kamera dostarczyła danych naukowych już pierwszej nocy“.

Sfotografowana galaktyka NGC 891 znajduje się w gwiazdozbiorze Andromedy w odległości około 10 milionów lat świetlnych. Galaktyka ta wzbudza szczególne zainteresowanie naukowców, ponieważ jest bardzo podobna do Drogi Mlecznej, ale obserwujemy ją prawie dokładnie wzdłuż krawędzi.

Dr Richard Wainscoat i Peter Capak, którzy analizują zdjęcie, podkreślają znaczenie faktu, że można zmieścić całą galaktykę na pojedynczym zdjęciu wykonanym nową kamerą. “Używając mniejszych kamer, galaktyki takie jak NGC 891 fotografowano w małych fragmentach, które potem musiały być starannie łączone – nowa kamera daje dużo lepszy obraz w ułamku sekundy” – powiedział Wainscoat. – “Umożliwiając nam obrazowanie bardzo dużych obszarów nieba, kamera pozwoli dostrzec jedne z najodleglejszych galaktyk we Wszechświecie“.

Duże naziemne teleskopy podobnie jak JWST chcą jak najszybciej skorzystać z tej nowej technologii. Na Mauna Kea, zarówno kandayjsko-francuski Hawaii Telescope jak i Teleskopy Gemini Telescopes ustawiają się w kolejce za nowymi 16-megapikselowymi kamerami podczerwonymi, a Rockwell Scientific ma zlecenia od operatorów kilku innych teleskopów w Chile.

Dyrektor IfA, dr Rolf Kudritzki, powiedział – “Ten projekt jest doskonałym przykładem tworzenia przez IfA w laboratorium Hilo niezmiernie zaawansowanych technicznie projektów i mamy nieustanne poparcie dla takiej działalności. To szczególnie ważne, że wśród członków grupy badawczej znaczna liczba to absolwenci i osoby wywodzące się z Hilo. Projekt był też ważnym treningiem dla studentów z Hilo, z których wielu zająło się badaniami w powiązanych dziedzinach“.

Institute for Astronomy przy University of Hawaii prowadzi badania w dziedzinie kosmologii, obserwacje galaktyk, gwiazd, planet i Słońca. Bierze udział w edukacji astronomicznej, misjach kosmicznych oraz w rozwoju i zarządzaniu obserwatoriami na Haleakala i Mauna Kea.

Autor

Anna Marszałek