Przełom w astronomii! Kosmiczna latarnia pozwala zobaczyć nieznane dotąd struktury gwiezdne

Rewolucyjna technologia zmieniła sposób, w jaki obserwujemy kosmos. Astronomowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) dokonali bezprecedensowego osiągnięcia, uzyskując najdokładniejszy w historii obraz dysku otaczającego odległą gwiazdę – wszystko dzięki jednemu teleskopowi i specjalnemu urządzeniu nazwanemu "latarnią fotonową".

Tradycyjnie uzyskanie tak ostrych obrazów kosmicznych obiektów wymagało łączenia danych z wielu teleskopów tworzących skomplikowane układy. Naukowcy udowodnili jednak, że pojedynczy instrument – 8-metrowy teleskop Subaru na Hawajach – może osiągnąć porównywalny efekt przy wykorzystaniu innowacyjnego światłowodu.

"W astronomii najostrzejsze szczegóły obrazu zazwyczaj otrzymuje się łącząc ze sobą teleskopy. Nam udało się to osiągnąć przy pomocy jednego teleskopu, kierując jego światło do specjalnie zaprojektowanego światłowodu – latarni fotonowej" – wyjaśnia główna autorka badania, doktorantka UCLA, Yoo Jung Kim.

Latarnia fotonowa rozdziela światło gwiazdy na oddzielne kanały w oparciu o kształt fali świetlnej, zachowując subtelne detale, które zazwyczaj są tracone w konwencjonalnych metodach obrazowania. Proces ten można porównać do rozdzielenia akordu muzycznego na pojedyncze nuty. Urządzenie dodatkowo rozdziela światło według kolorów, tworząc spektrum podobne do tęczy.

Badacze skierowali swoje narzędzie na gwiazdę Beta Canis Minoris (β CMi) w gwiazdozbiorze Małego Psa, oddaloną o około 162 lata świetlne od Ziemi. Otacza ją szybko wirujący dysk wodoru. Ze względu na efekt Dopplera gaz wirujący w kierunku Ziemi świeci bardziej niebiesko, podczas gdy gaz oddalający się wydaje się bardziej czerwony. Te przesunięcia kolorów powodują, że pozycja światła systemu gwiezdnego nieznacznie zmienia się wraz z długością fali.

Image

Stosując nowatorskie techniki obliczeniowe, naukowcy zmierzyli te zależne od koloru przesunięcia obrazu z około pięciokrotnie większą precyzją niż było to wcześniej możliwe. Nie tylko potwierdzili rotację dysku, ale odkryli coś nieoczekiwanego – dysk jest asymetryczny. Jedna jego część jest jaśniejsza i gęstsza od drugiej, co stanowi zagadkę dla astrofizyków modelujących te systemy.

"Nie spodziewaliśmy się wykrycia takiej asymetrii. Wyjaśnienie jej obecności będzie zadaniem dla astrofizyków modelujących te układy" – przyznaje Kim.

Początkowo zespół napotkał poważne wyzwanie – turbulencje w ziemskiej atmosferze. Ten sam efekt, który sprawia, że horyzont wydaje się falujący w gorący dzień, powoduje migotanie i zniekształcenie światła gwiazd przechodzącego przez powietrze. Nawet przy użyciu zaawansowanej optyki adaptacyjnej teleskopu Subaru, latarnia fotonowa była tak wrażliwa na fluktuacje frontu falowego, że Kim musiała opracować nową technikę przetwarzania danych, aby odfiltrować pozostałe turbulencje atmosferyczne.

"Dla teleskopu o określonej wielkości, falowa natura światła ogranicza dokładność szczegółów, które można zaobserwować tradycyjnymi kamerami. Jest to tzw. limit dyfrakcji, a nasz zespół pracował nad wykorzystaniem latarni fotonowej, aby przekroczyć to, co osiągalne na tej granicy" – wyjaśnia profesor fizyki i astronomii UCLA, Michael Fitzgerald.

Latarnia fotonowa została zaprojektowana i wykonana przez Uniwersytet w Sydney oraz Uniwersytet Centralnej Florydy. Jest częścią nowego instrumentu FIRST-PL, opracowanego pod kierownictwem Obserwatorium Paryskiego i Uniwersytetu Hawajskiego.

"Ta praca demonstruje potencjał technologii fotonicznych w umożliwieniu nowych rodzajów pomiarów w astronomii" – podsumowuje współautor badania, Nemanja Jovanovic z Kalifornijskiego Instytutu Technologii. "Dopiero zaczynamy. Możliwości są naprawdę ekscytujące".

Specjaliści przewidują, że metoda ta umożliwi obserwację struktur dysków, egzoplanet i aktywnych jąder galaktyk z bezprecedensową szczegółowością, otwierając nowe możliwości w badaniach astronomicznych i pozwalając na odkrywanie tajemnic wszechświata niewidocznych dotychczas dla ludzkiego oka.

Źródła:
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251025084540.htm
https://newsroom.ucla.edu/releases/telescope-hack-peers-deeper-into-uni…
https://dailygalaxy.com/2025/10/sharpest-ever-image-of-distant-star/
https://phys.org/news/2025-10-telescope-hack-sharper-view-universe.html
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae0739