Astronomie

Comment le grand télescope binoculaire résout-il si bien dans les deux directions orthogonales simultanément ?

Comment le grand télescope binoculaire résout-il si bien dans les deux directions orthogonales simultanément ?

L'article de Forbes Demande à Ethan : Comment l'interférométrie à très longue base nous permet-elle d'imager un trou noir ? comprend un exemple d'interférométrie optique du grand télescope binoculaire, illustré ci-dessous.

L'occultation de la lune de Jupiter, Io, avec ses volcans en éruption Loki et Pele, occultée par Europe, qui est invisible sur cette image infrarouge. Le grand télescope binoculaire a pu le faire grâce à la technique de l'interférométrie. Crédit : LBTO

  • connexe : Quand commencera la prochaine série d'éclipses mutuelles des lunes de Jupiter ?

Le LBTO se compose de seulement deux télescopes de 8,4 m (330 pouces) de large, avec des centres distants de 14,4 m, donc je m'attendrais à voir une résolution plus élevée dans une direction que dans l'autre.

Cependant, dans ce GIF, la résolution semble être la même dans les deux sens. Alors que je vois des hautes fréquences spatiales sonner dans le sens horizontal, je ne vois aucune différence de résolution.

Étant donné que l'événement est si rapide (probablement des minutes ou des secondes), il n'y a aucune chance que la rotation naturelle de la ligne de base au cours d'une nuit ait pu aider.

Alors j'aimerais demander Comment le grand télescope binoculaire résout-il si bien dans les deux directions orthogonales simultanément ?


Ouvrir l'image dans une nouvelle fenêtre pour la taille réelle :

La source

Le LBTI (structure verte au centre du cadre) entre les deux miroirs de 8,4m du LBT. Image haute résolution Crédit : LBTO - Enrico Sacchetti


La réponse simple est qu'il n'est pas se résolvant aussi bien dans les deux directions orthogonales. La dimension horizontale est la dimension binoculaire, et en regardant votre animation, elle semble avoir environ 3 fois la résolution. La bande horizontale, je suis presque sûr est ne sonne pas, et est en fait représentatif d'informations supplémentaires.

Cet article explique très bien ce qui est vu, et il contient une image, à la fois d'une représentation simulée d'Io à partir de l'un des deux miroirs du télescope, et de l'image combinée. La chose que vous devriez remarquer à partir de l'image ci-dessus est que l'image du télescope de 8,4 m est à la même résolution que l'axe vertical de votre animation.

Que se passe-t-il avec l'image de l'interféromètre ?

En augmentant la séparation entre les télescopes, on augmente la résolution angulaire. Presque tout le monde avec un intérêt occasionnel pour l'astronomie aura appris ce fait au cours de la semaine dernière.

Mais l'autre chose que vous faites, c'est d'introduire des modèles d'interférence. Les deux télescopes agissent essentiellement comme une expérience à double fente. Dans la dimension verticale (non binoculaire), la diffraction peut être traitée comme une expérience à fente unique. La formule d'intensité angulaire pour un fente unique est comme suit: $$ I( heta) = I_0 sinc^2(frac{pi b sin( heta)}{lambda})$$$b$ est le diamètre de chaque miroir, et $lambda$ est la longueur d'onde de la lumière.

La dimension horizontale (binoculaire) agit comme une double fente. La formule à double fente est la suivante : $$ I( heta) = I_0 cos^2(frac{pi d sin( heta)}{lambda})sinc^2(frac{pi b sin( heta)}{lambda} )$$$d$ est la distance entre les centres des deux télescopes.

Lorsque vous combinez ces deux ensembles, en utilisant les dimensions des télescopes que vous citez (b=8,4, d=14,4), vous obtenez un motif remarquablement proche de ce que vous voyez réellement depuis le télescope.

A gauche, capture d'écran de l'animation ci-dessus, à droite, l'intensité prédite de la double fente.

Suppression des franges

Il semble que l'animation que vous avez vue soit basée sur des images non traitées du LBT. Évidemment, ils ont des méthodes pour enlever les franges. Quant à savoir comment, je n'en ai aucune idée. J'ai trouvé un article qui traite de l'interférométrie en profondeur et ils mentionnent :

On a donc une série de franges, dont l'amplitude est donnée par la transformée de Fourier de la distribution d'intensité de la source. En pratique, des mesures sont généralement prises pour éliminer les franges en utilisant une rotation de phase dont la vitesse est connue (comme B et s sont connus). Cela se fait dans les interféromètres optiques en utilisant des lignes à retard précises pour compenser la différence de trajet, et dans les interféromètres radio par l'insertion de retards électroniques.

Mais je n'ai aucune idée de ce que cela signifie. Peut-être que certains boffin de Physics.SE seraient assez gentils pour répondre.


Jumelles

Jumelles ou alors jumelles sont deux télescopes à réfraction montés côte à côte et alignés pour pointer dans la même direction, permettant au spectateur d'utiliser les deux yeux (vision binoculaire) lors de la visualisation d'objets distants. La plupart des jumelles sont dimensionnées pour être tenues avec les deux mains, bien que les tailles varient considérablement, des jumelles aux grands modèles militaires montés sur piédestal.

Contrairement à un télescope (monoculaire), les jumelles donnent aux utilisateurs une image en trois dimensions : chaque oculaire présente une image légèrement différente à chacun des yeux du spectateur et la parallaxe permet au cortex visuel de générer une impression de profondeur.


Comment le grand télescope binoculaire résout-il si bien dans les deux directions orthogonales simultanément ? - Astronomie

2550), y compris la surface polissable (mais pas le polissage lui-même), qui réduit considérablement les coûts et les délais par rapport à la fabrication traditionnelle et (2) pour concevoir une installation de fabrication qui optimise le nouveau processus de fabrication.

Echelle 1m. Dans cette optique, nous rapportons d'abord la correction de forme sur un plus petit analogue de l'IRP1200 : un IRP400 en service dans l'industrie. Nous présentons ensuite les résultats de la conception, de la mise en service et du développement de processus préliminaires de la première machine de polissage CNC d'une capacité de 1,2 m de Zeeko, Ltd. : polissage au jet de fluide et le processus hybride de meulage doux/polissage appelé « Zeeko-Grolish ». Nous indiquons comment ce trio de processus exécutés sur la même plate-forme de machine avec un logiciel unifié peut fournir une plage dynamique sans précédent en termes de taux d'élimination volumétrique et de taille de spot d'élimination. Cela conduit à une discussion sur la manière dont ces processus peuvent être mis en œuvre pour un contrôle optimal de la texture et de la forme. Les performances préliminaires de la machine de 1,2 m sont illustrées avec des résultats sur des régimes d'enlèvement à la fois axialement symétriques et plus complexes. L'article se termine par un aperçu de la pertinence de la technologie pour une production efficace d'instrumentation-optique, d'optique spatiale et de miroirs de télescope segmentés.

1 micron. Ici, nous présentons une rupture par rapport à ces méthodes traditionnelles et utilisons les avantages inhérents à la fabrication de circuits intégrés. En commençant par une plaquette de silicium, nous commençons par une surface presque atomiquement plate. De plus, les outils et méthodologies de fabrication employés sont traditionnellement utilisés pour des applications de haute précision : cela permet le placement et la définition de la fente avec une grande précision. Si une plus grande précision dans la définition de la fente est requise, des outils supplémentaires, tels qu'un faisceau d'ions focalisé, sont utilisés pour définir le bord de la fente jusqu'à des dizaines de nanomètres. Le dépôt d'or, après celui d'une couche de liaison appropriée, dans une chambre à ultra-vide crée une surface finale sans avoir besoin de polissage. Les résultats typiques donnent une rugosité RMS de surface d'environ 2 nm. La plupart des techniques et des outils nécessaires à ce processus sont couramment disponibles dans les universités de recherche et le coût de fabrication desdits miroirs représente une petite fraction du prix d'achat des miroirs traditionnels.

6 K. Les principales exigences pour ses mécanismes à trois roues comprennent : (1) la fiabilité, (2) la précision optique, (3) la faible dissipation de puissance, (4) la capacité de vibration élevée, (5) la fonctionnalité à 4 Show Abstract

80 K sur l'orbite L2. Afin de réduire les effets du fond thermique élevé restant sur les détecteurs infrarouges lointains sensibles (60..210 μm), un hacheur de plan focal est un élément essentiel dans l'optique d'entrée de l'instrument d'imagerie et de spectroscopie PACS. Un miroir plan de 32 × 26 mm 2 revêtu d'or, suspendu par deux pivots de flexion et entraîné par un moteur linéaire, permet un hachage précis des ondes carrées avec une portée allant jusqu'à 9° à une fréquence de 10 Hz avec une précision de position de 1 arcmin. La puissance requise à T

4 K est d'environ 1 mW. Le hacheur a fait l'objet d'un vaste programme de qualification, comprenant 650 millions de lancers de coupe à froid, 15 cycles thermiques froid-chaud-froid, 3 axes 26 G-vibration à T

4 K etc. Cinq modèles ont été construits et minutieusement testés le modèle de vol de l'hélicoptère est désormais intégré au modèle de vol de PACS, prêt pour le lancement HERSCHEL/PLANCK en 2008 par une fusée ARIANE5 et la mission suivante de 5 ans.

-100°C) et sur la plage d'angle d'élévation opérationnelle. Nous décrivons brièvement l'approche de conception hiérarchique pour le plan focal de la caméra LSST et la conception de base pour l'assemblage du plan focal plat à température ambiante. Les résultats préliminaires des calculs de charge de gravité et de distorsion thermique sont fournis, et une vérification métrologique précoce des matériaux candidats dans des conditions thermiques froides est présentée. Une méthode détaillée et généralisée pour assembler des données de métrologie éparses provenant d'une acquisition de données métrologiques différentielles sans contact couvrant plusieurs surfaces de capteurs (non continues) constituant le plan focal, est décrite et démontrée. Enfin, nous décrivons quelques alternatives de vérification d'alignement in situ, dont certaines peuvent être intégrées dans le plan focal de la caméra.

5000. L'instrument se compose d'une structure centrale et de trois spectrographes d'échelle à prismes croisés optimisés pour les gammes de longueurs d'onde UV-bleu, visible et proche IR. La conception du bras proche infrarouge de l'instrument X-shooter utilise des méthodes de conception et des techniques de fabrication avancées. La conception du système intégré est effectuée à des températures de travail cryogéniques, visant une intégration presque sans alignement. ASTRON Extreme Light Weighting est utilisé pour une rigidité élevée à faible masse. L'aluminium nu est post-poli pour obtenir des miroirs de qualité optique, préservant une grande précision de forme dans des conditions cryogéniques. Les montures optiques cryogéniques compensent les différences de CTE de divers matériaux, tout en assurant un contact thermique élevé. Cet article traite de la conception générale et de l'application de ces techniques spécialisées.

5000, et offrira une très large couverture spectrale simultanée, allant de 320 à 2500 nm. L'instrument consiste en une structure centrale qui supporte trois spectrographes d'échelle à prismes croisés respectivement optimisés pour les gammes de longueurs d'onde UV-bleu, Visible et Proche-IR. X-shooter proposera une unité de terrain intégrée (IFU) basée sur un slicer d'image conçue pour analyser un champ d'entrée de 1,8"x4" en 3 tranches de 0,6"x4" et de s'aligner ensuite sur une fente de 12" de long. Le principe de l'IFU est que la tranche centrale ne comporte aucune dioptrie, la lumière est directement transmise aux spectrographes.Seuls les deux champs tranchés latéraux sont réfléchis vers les deux paires de miroirs sphériques et réalignés aux deux extrémités de la tranche précédente pour former le fente de sortie.Nous présentons ici la conception de l'IFU développée à l'Observatoire de Paris.