Năm 2007, Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO) đã hoàn thành công việc trên Kính thiên văn rất lớn (VLT) tại Đài thiên văn Paranal ở miền bắc Chile. Kính thiên văn trên mặt đất này là thiết bị quang học tiên tiến nhất thế giới, bao gồm bốn Kính thiên văn Đơn vị có gương chính (đường kính 8.2 mét) và bốn Kính thiên văn Phụ trợ đường kính 1,8 mét có thể di chuyển.
Gần đây, VLT đã được nâng cấp với một thiết bị mới được gọi là Máy dò quang phổ đa đơn vị (MUSE), máy quang phổ trường tích phân toàn cảnh hoạt động ở bước sóng khả kiến. Nhờ chế độ quang học thích ứng mới mà điều này cho phép (được gọi là chụp cắt lớp bằng laser), VLT gần đây có thể thu được một số hình ảnh của Sao Hải Vương, cụm sao và các vật thể thiên văn khác với độ rõ nét hoàn hảo.
Trong thiên văn học, quang học thích nghi đề cập đến một kỹ thuật trong đó các thiết bị có khả năng bù lại hiệu ứng làm mờ do bầu khí quyển Trái đất gây ra, đây là một vấn đề nghiêm trọng khi nói đến kính viễn vọng trên mặt đất. Về cơ bản, khi ánh sáng đi qua bầu khí quyển của chúng ta, nó bị biến dạng và khiến các vật thể ở xa bị mờ (đó là lý do tại sao các ngôi sao xuất hiện lấp lánh khi nhìn bằng mắt thường).
Một giải pháp cho vấn đề này là triển khai kính viễn vọng vào không gian, trong đó nhiễu loạn khí quyển không phải là vấn đề. Một cách khác là dựa vào công nghệ tiên tiến có thể điều chỉnh một cách giả tạo cho các biến dạng, do đó dẫn đến hình ảnh rõ ràng hơn nhiều. Một công nghệ như vậy là công cụ MUSE, hoạt động với một đơn vị quang học thích ứng được gọi là GALACSI - một hệ thống con của Cơ sở Quang học Thích ứng (AOF).
Thiết bị cho phép hai chế độ quang học thích ứng - Chế độ trường rộng và Chế độ trường hẹp. Trong khi các hiệu chỉnh trước đây về tác động của nhiễu động khí quyển lên tới một km so với kính viễn vọng trên trường nhìn tương đối rộng, chế độ Trường hẹp sử dụng phương pháp chụp cắt lớp bằng laser để điều chỉnh gần như tất cả các nhiễu loạn khí quyển trên kính viễn vọng để tạo ra hình ảnh sắc nét hơn nhiều, nhưng trên một vùng nhỏ hơn của bầu trời.
Nó bao gồm bốn tia laser được gắn vào Kính thiên văn Đơn vị thứ tư (UT4) chiếu ánh sáng màu cam cực mạnh vào bầu trời, mô phỏng các nguyên tử natri cao trong khí quyển và tạo ra Hướng dẫn nhân tạo Laser Laser Stars Stars. Ánh sáng từ những ngôi sao nhân tạo này sau đó được sử dụng để xác định nhiễu loạn trong khí quyển và tính toán hiệu chỉnh, sau đó được gửi đến gương thứ cấp biến dạng của UT4 để điều chỉnh cho ánh sáng bị biến dạng.
Sử dụng Chế độ trường hẹp này, VLT có thể chụp được những hình ảnh thử nghiệm sắc nét đáng kinh ngạc của hành tinh sao Hải Vương, các cụm sao ở xa (như cụm sao hình cầu NGC 6388) và các vật thể khác. Khi làm như vậy, VLT đã chứng minh rằng gương UT4 của nó có thể đạt đến giới hạn lý thuyết về độ sắc nét của hình ảnh và không còn bị giới hạn bởi các tác động của biến dạng khí quyển.
Điều này về cơ bản có nghĩa là bây giờ VLT có thể chụp ảnh từ mặt đất sắc nét hơn so với ảnh được chụp bởi Kính thiên văn vũ trụ Hubble. Kết quả từ UT4 cũng sẽ giúp các kỹ sư thực hiện các điều chỉnh tương tự với Kính thiên văn cực lớn ESO (ELT), cũng sẽ dựa vào chụp cắt lớp bằng laser để thực hiện các khảo sát và thực hiện các mục tiêu khoa học của nó.
Những mục tiêu này bao gồm nghiên cứu các lỗ đen siêu lớn (SMBH) tại trung tâm các thiên hà xa xôi, máy bay phản lực từ các ngôi sao trẻ, cụm sao cầu, siêu tân tinh, các hành tinh và mặt trăng của Hệ Mặt trời và các hành tinh ngoài mặt trời. Nói tóm lại, việc sử dụng quang học thích nghi - như đã được thử nghiệm và xác nhận bởi VLT, MUSE - sẽ cho phép các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất để nghiên cứu các tính chất của các vật thể thiên văn chi tiết hơn nhiều so với trước đây.
Ngoài ra, các hệ thống quang học thích ứng khác sẽ được hưởng lợi từ hoạt động với Cơ sở Quang học Thích ứng (AOF) trong những năm tới. Chúng bao gồm ESO LỚP GRAAL, một mô-đun quang học thích nghi ở tầng mặt đất đã được sử dụng bởi thiết bị chụp ảnh trường rộng hồng ngoại Hawk-I. Trong một vài năm, thiết bị đo độ phân giải và quang phổ cải tiến mạnh mẽ (ERIS) cũng sẽ được thêm vào VLT.
Giữa những nâng cấp này và việc triển khai các kính viễn vọng không gian thế hệ tiếp theo trong những năm tới (như Kính viễn vọng không gian James Webb, sẽ được triển khai vào năm 2021), các nhà thiên văn học kỳ vọng sẽ mang lại nhiều hơn nữa vũ trụ Vũ trụ vào trọng tâm. Và những gì họ thấy chắc chắn sẽ giúp giải quyết một số bí ẩn lâu đời, và có thể sẽ tạo ra nhiều hơn thế nữa!
Và hãy chắc chắn thưởng thức những video này về các hình ảnh thu được từ VLT của Sao Hải Vương và NGC 6388, với sự cho phép của ESO:
