To, co odkryli, zaskoczyło nawet samych badaczy. Okazało się, że dysk gazu wodorowego otaczający gwiazdę ma wyraźnie asymetryczny kształt – strukturę, której nikt się nie spodziewał i która stawia przed astrofizykami zupełnie nowe wyzwania. Cały sekret tego sukcesu kryje się w specjalnym urządzeniu zwanym latarnią fotoniczną, które radykalnie zmienia sposób analizy światła docierającego z kosmosu.
Tak dokładnego obrazu dysku otaczającego gwiazdę beta Canis Minoris jeszcze nie było
Tradycyjne metody uzyskiwania wysokiej rozdzielczości obrazów astronomicznych wymagają łączenia światła z wielu teleskopów, co jest zarówno kosztowne, jak i technicznie skomplikowane. Zespół z Obserwatorium Paryskiego i Uniwersytetu Hawajskiego wybrał jednak inną drogę – opracował specjalny światłowód, który rozkłada światło gwiazd według wzorców ich naturalnych fluktuacji. To podejście okazało się nie tylko tańsze, ale również bardziej efektywne.
Czytaj też: Gwiazda DFK 52 przygotowuje się do kosmicznego finału. To może być następna supernowa w naszej galaktyce
Sercem całego systemu jest latarnia fotoniczna opracowana przez naukowców z uniwersytetów w Sydney i Centralnej Florydzie. Urządzenie to stanowi kluczowy element instrumentu FIRST-PL zainstalowanego na Teleskopie Subaru na Hawajach. Jego niezwykła czułość pozwala wychwycić subtelne detale w świetle, które w standardowych kamerach po prostu giną. Gdy badacze odpowiednio przetwarzają te pomiary, otrzymują obraz o rozdzielczości niedostępnej dla tradycyjnych metod obserwacyjnych.
Co ciekawe, ta sama technologia fotoniki, która napędza dzisiejszy szybki internet światłowodowy, znajduje teraz zastosowanie w astronomii. Międzynarodowa współpraca specjalistów z różnych dziedzin pokazuje, jak interdyscyplinarne podejście może zasadniczo zmienić sposób obserwacji kosmosu. Choć brzmi to obiecująco, warto pamiętać, że każde nowe rozwiązanie technologiczne wymaga czasu na pełne zweryfikowanie jego możliwości.
Głównym wyzwaniem dla naziemnych teleskopów pozostaje ziemska atmosfera, której turbulencje zniekształcają światło gwiazd zanim dotrze do instrumentów pomiarowych. Teleskop Subaru wykorzystuje wprawdzie zaawansowaną optykę adaptacyjną z systemem luster korygujących te zniekształcenia w czasie rzeczywistym, ale sama latarnia fotoniczna okazała się tak wrażliwa, że to nie wystarczyło. Naukowcy musieli opracować dodatkowo nową technikę przetwarzania danych, która filtruje pozostałe zakłócenia atmosferyczne.
Dzięki temu podwójnemu podejściu – sprzętowemu i programowemu – udało się stworzyć na tyle stabilne warunki, by przeprowadzić precyzyjne pomiary dysku wokół gwiazdy beta Canis Minoris w konstelacji Małego Psa. Nowa metoda obliczeniowa pozwoliła zmierzyć przesunięcia Dopplera w tym dysku z około pięciokrotnie większą precyzją niż kiedykolwiek wcześniej. Wyniki potwierdziły, że dysk wiruje, ale ujawniły też coś zaskakującego – jego wyraźną asymetrię.
Nieregularny kształt dysku stanowi prawdziwą zagadkę dla astrofizyków. Zespół badawczy nie spodziewał się wykryć takiej struktury, co sugeruje, że w pobliżu gwiazdy mogą zachodzić dotąd nieznane procesy. To doskonały przykład tego, jak ulepszona technologia obserwacyjna prowadzi do odkryć, których wcześniej nie byliśmy w stanie nawet przewidzieć. Jednocześnie pokazuje, że nasza wiedza o wszechświecie wciąż pozostaje fragmentaryczna.
Każdy teleskop ma fundamentalne ograniczenie wynikające z falowej natury światła – tak zwaną granicę dyfrakcyjną. To ona decyduje o maksymalnej precyzji detali, które można zaobserwować przy pomocy tradycyjnych kamer. Obecnie zespół pracuje nad wykorzystaniem latarni fotonicznej do przesunięcia tego, co jest osiągalne na tej granicy. Technologie fotoniczne, które już rewolucjonizują telekomunikację i czujniki, zaczynają stopniowo zmieniać także astronomię.
Pełne wyniki badania opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters wskazują, że dla astronomii wysokiej rozdzielczości może rozpocząć się nowy etap. Zamiast inwestować w budowę coraz większych teleskopów lub łączenie dziesiątek instrumentów, można wykorzystać pojedynczy teleskop wsparty zaawansowaną obróbką światła. To nie tylko bardziej ekonomiczne rozwiązanie, ale także fundamentalnie inne spojrzenie na sposób wydobywania informacji z fotonów docierających z odległych zakątków Wszechświata.