Fig. 1. Esta imagen, obtenida durante la útima puesta a prueba del sistema de óptica adaptiva de GeMS, con la camara de Optica Adaptiva de gemini Sur(GSAOI) en la noche del 28 de diciembre, 2012, revela detalles únicos en las afueras de la nebulosa de Orión. El gran campo de visión de óptica adaptiva (85 arcosegundos) demuestra la extrema resolución del sistema y la uniforme corrección por todo el campo. Los tres filtros utilizados en esta imagen de composición de color incluyen [Fe II], H2, and, K(short)-continuum (2.093 micrones) para el azul, naranjo y capas blancas respectivamente.. La observación de estos datos fueron obtenidos con un "seeing" que varia en un rango desde 0.8 a 1.1 arcosegundos, con imágenes corrregidas en AO que van desde 0.084 a 0.103 arcosegundos. Cada filtro tuvo una integración de (exposición) 600 segundos. En esta imagen, los puntos azules son nubes de hierro gaseoso “balas” siendo propulsadas a velocidades supersónicas desde una región de formación estelar masiva externa, y abajo, esta imagen de campo de visión. A medida que estas “balas” pasan a través de gas hidrógeno neutro, calientan el hidrógeno lo que produce columnas que marcan el paso de las nubes de hierro.

Investigador principal(es): John Bally y Adam Ginsberg, Universidad de Colorado y el team de puesta a punto de GeMS/GSAOI; Procesamiento/reducción de Datos: Rodrigo Carrasco, Observatorio Gemini; Composición de imagen en color: Travis Rector, Universidad de Alaska Anchorage.

Crédito de Imagen: Gemini Observatory/AURA

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Esta animación compara la imagen obtenida con Altair en 2007 con la nueva versión de GeMS obtenida en diciembre de 2012. A medida que las balas (los puntos azules al final de la columna naranjo) se están alejando a velocidades supersónicas, la comparación con la imagen ilustra este movimiento. En la nueva imagen, cada una de esas balas se ha movido alejándose de la región de formación estelar ubicada abajo del campo de visión de la imagen y gracias a la corrección de Optica Adaptiva de alta resolución, estos movimientos son fácilmente detectables. Más aún, ya que la nueva combinación de instrumentos GeMS/GSAOI cubre un campo más grande de visión, un mayor número de estas balas pueden ser monitoreadas de una sola vez.

Crédito de Imagen: Gemini Observatory/AURA

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Fig. 2.Vistas detalladas de la región de Balas de Orión. En cada par de imágenes, la izquierda es la imagen con Altair del 2007 y la de la derecha es la nueva imagen con GeMS en el 2012. Esta vista de close-up enfatiza la mejora realizada por MCAO y GeMS comparada con la AO normal (Altair). Con los múltiples laser y espejos deformables, MCAO permite la compensación de las elongaciones de las imágenes de las estrellas vistas con Altair. Estas elongaciones se deben a la turbulencia atmosférica ubicada en elevadas altitudes que no pueden ser corregidas utilizando AO normal. MCAO es capaz de realizar estas correcciones y ofrece una correción única y uniforme en todo el campo visual. La imagen de GeMS además tiene un campo visual mucho más grande cubriendo tres veces el área del cielocubierto por Altair. Aún más, los pixeles son más pequeños en un factor de 2.5 en la imagen de MCAO, dando cuenta del potencial para capturar más detalles en esta imagen. Combinando los pixeles más pequeños y un campo de visión más grande, GeMS es dramáticamente más eficiente que otros sistema AO existentes. De hecho, con Altair, uno necesitaría de 5 a 20 veces (dependiendo las condiciones) más de tiempo de telescopio para hacer la misma ciencia comparado con GeMS.

Crédito de Imagen: Gemini Observatory/AURA

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Fig. 3. Propagación del láser. Gemini Images by Manuel Paredes.

Crédito de Imagen: Gemini Observatory/AURA

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Lanzamiento de Comunicado de Prensa e Imagen del Observatorio Gemini

Para publicación el día miércoles 9 de enero, 2013 2:30 pm (PST)

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Una nueva imagen difundida hoy revela cómo el sistema de óptica adaptiva (AO) más avanzado del Observatorio Gemini puede ayudar a los astrónomos a estudiar el universo con un nivel sin precedentes de claridad y detalle, al remover las distorsiones causadas por la atmósfera de la Tierra. La foto, que muestra un área en las afueras de la famosa Nebulosa de Orión, ilustra los significativos avances de este instrumento por sobre los sistemas de generación previos de AO.

"La combinación de la constelación de los cinco guías láser con espejos deformables múltiples, nos permiten expandir significativamente en lo que ha sido posible hasta ahora utilizando óptica adaptiva en astronomía”, dijo Benoit Neichel, quien actualmente encabeza este programa de óptica adaptiva en Gemini. "Durante años, nuestro equipo se ha enfocado en desarrollar este sistema, y el poder ver esta magnífica imagen, con solo especular en su potencial científico, hizo de nuestra noche en la montaña – mientras la mayoría de las personas celebraban el feriado de Año Nuevo – la mejor de todas las celebraciones!”

El nuevo sistema, llamado GeMS, está instalado en el telescopio de Gemini Sur y es el primero en su tipo en usar estrellas guías láser y una tecnología denominada óptica Adaptiva Multi-Conjugada (MCAO) para captar el cielo en imágenes. Motivado por el potencial de MCAO para producir una vista significativamente más amplia de campo y correcciones más uniformes que los sistemas anteriores de AO, el científico François Rigaut, anteriormente de Gemini y hoy en la Universidad Nacional de Australia, fue el primero en sugerir el desarrollo de este sistema en Gemini hace 10 años. De acuerdo a Rigaut, "Se siente maravilloso ver este sistema en el cielo haciendo ciencia de avanzada. Cuando todo es teoría, uno sueña en lo que algún día pudiera hacer para mejorar nuestra visión del cosmos. Una imagen como ésta, lo hace tan real – que vale la pena todo el trabajo mental"

"La óptica adaptiva permite la telescopio de base en tierra aprovechar al máximo sus espejos,” indica Dr. Gary Schmidt, Director del programa de Gemini de la Fundación Nacional de las Ciencias de Estados Unidos. “El desarrollo de Gemini del MCAO es líder en el mundo y su fidelidad sobrepasa la de actuales e incluso la de más costosos – observatorios que se encuentran orbitando el cielo para captar imágenes."

Este logro es un buen presagio para las futuras generaciones de telescopios gigantes. "A medida que los telescopios se hagan más grandes, ellos tendrán que ver cada vez más atmósfera de la Tierra , lo cual es un problema,” señaló Gary Sanders, Gerente de proyecto del Telescopio de 30 Metros (TMT). Sanders enfatiza que es imperativo que se encuentren maneras innovadoras de resolver este problema removiendo las distorsiones causadas por el aire turbulento superior. “MCAO es una tecnología clave que hace que la próxima generación de telescopios gigantes, como el TMT, se justifique plenamente. Nos permite utilizar la luz que recogemos eficientemente y ver el universo más nítidamente de lo que alguna vez en la historia se haya observado," dijo Sanders.

Cerca de cinco años atrás, cuando GeMS estaba en desarrollo, y era aún solo una visión para Rigaut y su equipo, el Observatorio Gemini difundió una imagen de una sección más pequeña de esta área de la Nebulosa de Orión conocida como “Balas de Orión”. Esa imagen demostraba el poder del sistema de AO de Gemini llamado Altair – el cual es activamente utilizado en el telescopio de Gemini Norte. Chad Trujillo, científico del instrumento Altair de Gemini, hace notar que en una toma, GeMS cubre un campo de visión significativamente mayor que Altair y “La uniformidad y calidad en esta imagen es increíble! En esta nueva imagen, los pixeles son 2.5 veces más finos y hay más de 16 veces más de ellos. Tanto la corrección de calidad como el campo de visión son considerablemente mejor que las generaciones previas de sistemas de AO.”

LA VENTAJA DE MCAO

La tecnología detrás de MCAO involucra el uso de múltiples estrellas láser guía (cinco en el sistema GeMS) y varios espejos deformables (tres en total) para obtener una muestra de las distorsiones atmosféricas y cancelarlas en tiempo real mientras se está obteniendo datos. Utilizando algoritmos similares a aquellos desarrollados para tomografías médicas, el sistema GeMS MCAO crea una toma tridimensional de turbulencia atmosférica aproximada de 500 a 1000 veces por segundo. El resultado es alrededor de un aumento de un 16 en el espacio de cielo observado, a la vez que brinda correcciones uniformes sobre el campo total "Esto es inmensamente importante cuando los astrónomos reducen sus datos," dijo Adam Ginsburg, alumno egresado que trabaja con John Bally en la Universidad de Colorado, quienes propusieron originalmente que GeMS volviera a visitar las balas de Orion . "Si las correcciones no son uniformes en todo el campo se hace difícil, y a veces imposible, para los investigadores comparar una parte de sus datos con otro y los errores proliferan,” dijo Ginsburg. Bally agrega que MCAO debiera hacer que este problema desaparezca.

GeMS/GSAOI está actualmente observando los primeros programas científicos como parte de la Verificación del Sistema. Cerca de 80 horas han sido ofrecidas para el primer semestre de 2013, y más estarán disponibles en el segundo semestre para los astrónomos en la asociación internacional a través de proceso estándar de propuestas de Gemini.

LAS BALAS DE ORION

Descubierto en 1983, Las Balas de Orión son agrupaciones de gas (mayoritariamente de hierro) expulsados desde la profundidad de la Nebulosa de Orión, la cual está ubicada a unos 1500 años luz de nuestro Sistema Solar. La violencia que causa esto es similar a la formación reciente de un cúmulo de estrellas masivo con vientos fuertes que pueden expulsar gas en velocidades supersónicas. Las balas (vistas como puntos azules en la nueva imagen de Gemini) son realmente grandes, alrededor de 10 veces el tamaño de la órbita de Plutón alrededor del Sol.

A medida que las balas aceleran hacia afuera, dejan atrás clarísimas estelas de cono tubular, las cuales brillan como rastros debido a las “balas” calentando el gas molecular de hidrógeno en la Nebulosa de Orión. Las estelas alcanzan distancias más largas que las balas, midiendo hasta un quinto de la extensión de un año luz. Como lo observara Gemini la primera vez con Altair, las estelas que similan dedos también se vuelven filamentos los cuales son claramente captados en la nueva imagen de Gemini con GeMS/GSAOI.