Wanneer astronomen de kleinste details willen zien, worden ze doorgaans geconfronteerd met een fundamentele beperking: de grootte van hun telescoop. Grotere telescopen vangen meer licht op, maar onthullen ook meer details en produceren dus scherpere beelden. Daarom koppelen astronomen vaak meerdere telescopen aan elkaar om arrays te creëren die kilometers groot zijn, met behulp van een techniek die interferometrie wordt genoemd.
Een team onder leiding van UCLA heeft echter zojuist een slimme oplossing gedemonstreerd waarmee volgens sommigen een recordbrekende resolutie wordt bereikt met behulp van een enkele telescoop en een apparaat dat klinkt alsof het uit een fantasieroman komt: een zogeheten 'photonic lantern'. De photonic lantern is een speciaal ontworpen optische vezel die iets bijzonders doet met sterrenlicht. In plaats van licht als een eenvoudige straal te behandelen, splitst het de binnenkomende lichtstralen op basis van hun ruimtelijke patronen, net zoals een muziekakkoord in afzonderlijke noten wordt opgesplitst. Deze subtiele patronen, die informatie bevatten over de structuur van verre objecten, gaan bij traditionele beeldvormingstechnieken normaal gesproken verloren. Door ze te bewaren en te analyseren, heeft het team aangetoond dat het mogelijk is om beelden te reconstrueren met veel meer details dan theoretisch mogelijk zou moeten zijn met een telescoop van die omvang.
Het team testte deze techniek uit bij de Subaru-telescoop op Hawaï en richtte deze op een ster genaamd Beta Canis Minoris, die zich op ongeveer 162 lichtjaar afstand bevindt in het sterrenbeeld Canis Minor. Deze ster wordt omringd door een roterende schijf van waterstofgas en de onderzoekers wilden hun nieuwe apparaat gebruiken om de structuur ervan in ongekend detail te bestuderen. Wat ze ontdekten, verraste hen: de schijf is niet perfect symmetrisch, maar lijkt eerder scheef, een kenmerk dat met conventionele beeldvormingsmethoden niet zichtbaar was. De turbulente atmosfeer van de aarde zorgt ervoor dat sterren fonkelen en dansen, waardoor fijne details die anders zichtbaar zouden zijn, vervagen. Zelfs met adaptieve optische systemen die deze atmosferische interferentie continu corrigeren, bleek de photonic lantern zo gevoelig voor de resterende fluctuaties dat het team geheel nieuwe technieken voor gegevensverwerking moest ontwikkelen om de ruis eruit te filteren.
De inspanningen wierpen hun vruchten af. Het team slaagde erin om de meting van kleine, kleurafhankelijke verschuivingen in het licht van de ster, veroorzaakt door het Doppler-effect, vijf keer zo nauwkeurig te maken. Net zoals een naderende ambulancesirene hoger klinkt en een verwijderende sirene lager, gloeit gas dat naar ons toe draait iets blauwer, terwijl gas dat zich van ons verwijdert roder lijkt. Door deze subtiele kleurverschuivingen met ongekende precisie te meten, konden de onderzoekers de rotatie van de schijf tot in detail in kaart brengen. Hiermee demonstreerden ze een techniek die belooft verborgen structuren rond sterren en andere hemelse wonderen te onthullen.
Bron: Universe Today
