Nejrychlejší a nejcitlivější CCD kamera

ESO 022/09 tisková zpráva

Vývoj nové generace přístrojového vybavení pro pozemní astronomii zaznamenal další úspěch, byl dokončen vývoj vysokorychlostní kamery, schopné pořídit 1500 snímků za sekundu a zároveň dostatečně citlivé pro snímání i velmi slabých objektů. První záběry získané nejrychlejší vysoce citlivou kamerou na světě vznikly díky spolupráci mezi ESO a francouzskými laboratořemi CNRS/INSU*. Podobné přístroje jsou klíčové pro novou generaci adaptivní optiky, určenou pozemním dalekohledům ESO/VLT.

„Pokud jde o schopnosti, nemá naše kamera ve světě konkurenci a umožní postoupit mílovými kroky vpřed v mnoha oblastech poznání vesmíru,“ říká Norbert Hubin, vedoucí oddělení adaptivní optiky ESO. OCam, jak se kamera nazývá, se stane součástí druhé generace zařízení SPHERE na VLT, jež bude nainstalováno v roce 2011 s cílem nasnímat obří exoplanety u blízkých hvězd.

Vysokorychlostní kamery jsou nezbytnou součástí moderní adaptivní optiky, jež se využívá u obřích pozemních dalekohledů. Pozemní pozorování je totiž znehodnocováno rozostřením sledovaného nebeského objektu turbulencemi v zemské atmosféře. Způsobuje mihotání hvězd, což sice potěší básníky, ale komplikuje práci astronomům.

Rozostření pomáhá potlačit systém adaptivní optiky. Snímky pořízené pozemními dalekohledy jsou tak stejně ostré, jako záběry z dalekohledů pracujících mimo naši atmosféru na oběžné dráze kolem Země. Adaptivní optika provádí v reálném čase korekce tvaru speciálního optického prvku, které jsou vypočteny na základě analýzy obrazových dat z vysokorychlostní kamery. V současné době probíhá korekce několik set krát za sekundu. Nová generace přístrojů umožní ještě vyšší frekvenci a to více jak tisíckrát za sekundu. Právě zde hraje OCam klíčovou roli.

„Kvalita adaptivní optiky silně závisí na rychlosti kamery a její citlivosti,“ říká Philippe Freautrier z francouzského LAOG a koordinátor celého projektu. „V zásadě jde však o dvě proti sobě stojící vlastnosti. Čím je kamera rychlejší, tím nižší má citlivost.“  Z tohoto důvodu potřebují klasické vysokorychlostní kamery "velmi silné nasvícení scény“, což samozřejmě nemůže být řešením u kamer používaných v astronomii.

OCam využívá čip CCD220, vyvinutý britskou společností e2v technologies, u kterého je výše zmíněný problém vyřešen. Čip umožňuje velmi krátké expoziční časy a zároveň je velice citlivý. Toho bylo možné dosáhnout díky výraznému snížení takzvaného vyčítacího šumu, který je omezující vlastností každého elektronického zařízení pro snímání obrazu. U kamery OCam je tento šum 10 krát nižší, než u současných přístrojů využívaných na VLT.

„Nová technologie umožní další generaci přístrojového vybavení na VLT pořizovat nejlepší možné snímky s nepřekonatelnou ostrostí,“ prohlašuje Jean-Luc Gach z francouzské Laboratoire d’Astrophysique de Marseille a vedoucí vývoje kamery.

„V současné době ESO plánuje vývoj detektorů pro adaptivní optiku připravovaného Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT) o průměru segmentového zrcadla 42 m, a to za účasti našich partnerů z oblasti výzkumu i průmyslu,“ říká Hubin.

Citlivé detektory byly vyrobeny ve Velké Británii, systém kontroly vyvinuli ve Francii, a to vše ve spolupráci s německými a španělskými odborníky. OCam je tedy produkt skutečné evropské spolupráce, který najde široké komerční využití.

Zdroj

Poznámky:

* Zkr. Centre National de la Recherche Scientifique/Institut National des Sciences de l'Univers

Další informace:

Zúčastněné francouzské laboratoře: Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM/INSU/CNRS, Université de Provence; Observatoire Astronomique de Marseille Provence),  Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble (LAOG/INSU/CNRS, Université Joseph Fourier; Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble) a Observatoire de Haute Provence (OHP/INSU/CNRS; Observatoire Astronomique de Marseille Provence).

OCam a CCD220 jsou výsledkem pětileté práce a byly financovány z prostředků Evropské komise, ESO a CNRS-INSU v rámci projektu OPTICON, který je součástí šestého rámcového programu vědeckého a technického rozvoje EU. Vývoj CCD220 zaštiťovalo ESO a probíhal v britské společnosti e2v technologies, jež je předním světovým výrobcem vědeckých snímačů. Další část prací v rámci projektu OPTICON vedla francouzská Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble. Kamera OCam byla sestavena týmem francouzských techniků z Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble a Observatoire de Haute Provence. S cílem zajistit úspěšné pokračování projektu byl v lednu 2009 zahájen nový projekt OPTICON v rámci sedmého rámcového programu vědeckého a technického rozvoje EU se stejnými partnery. Jeho úkolem bude vývoj ještě kvalitnějších detektorů určených pro práci s umělou laserovou hvězdou,  což je nezbytný krok, nutný pro zajištění očekávané obrazové kvality budoucího teleskopu E-ELT.

ESO (Evropská jižní observatoř) je mezinárodní evropskou organizací pro astronomii. Jejími členy (14) jsou: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních dalekohledů, jenž zpřístupní astronomům významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli v astronomickém výzkumu a mezinárodní spolupráci. V současnosti provozuje světově jedinečné observatoře, jež se nacházejí na poušti Atacama Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu ESO provozuje nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle – Velmi velký dalekohled (VLT). Zároveň je ESO evropským zástupcem  největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Bude pracovat ve viditelném a infračerveném oboru a stane se největším dalekohledem světa.
 
Kontakty:

Norbert Hubin, Mark Downing; ESO; Phone: +49 89 3200 6517, +49 89 3200 6389; E-mail: nhubin (at) eso.org, mdowning (at) eso.org.

Jean-Luc Gach; Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), France; Phone: +33 4 95 04 41 19; E-mail: jean-juc.gach (at) oamp.fr.

Philippe Feautrier; Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble (LAOG), France; Phone: +33 4 76 63 59 81; E-mail: Philippe.Feautrier (at) obs.ujf-grenoble.fr.
 
ESO La Silla - Paranal - ELT Press Officer: Dr. Henri Boffin - +49 89 3200 6222 - hboffin@eso.org
ESO Press Officer in Chile: Valeria Foncea - +56 2 463 3123 - vfoncea@eso.org

Překlad: Tomáš Mohler, Hvězdárna Valašské Meziříčí
Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040 suchan@astro.cz

autor: Tomáš Mohler