UCLA主導のチームが、単一の望遠鏡に革新的なフォトニックランタンを使用し、遠方の星ベータ・カニス・ミノリス周辺のディスクのこれまでで最も詳細な画像を撮影しました。この画期的な成果は、複数の望遠鏡を必要とせずに隠れた構造を明らかにします。この発見は、162光年離れた偏った水素ディスクを明らかにします。
天文学者らは長年、遠方の天体オブジェクトの最も鮮明な画像を得るために複数の望遠鏡を連結してきましたが、新しい技術がその限界を打ち破りました。ハワイのスバル望遠鏡を使用して、カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の研究者主導のチームは、フォトニックランタン装置を活用して、こぐま座にある約162光年離れた星ベータ・カニス・ミノリス（β CMi）の周囲のディスクを撮影しました。
シドニー大学やセントラルフロリダ大学を含む協力者によって開発されたフォトニックランタンは、入射する星の光を波面パターンと色に基づいて複数のチャネルに分割します。これにより、高度な計算手法で、さもなくば失われる微妙な詳細を捉えた高解像度画像を再構築できます。この装置は、日本国立天文台が運用するスバルコロナグラフィックエクストリームアダプティブオプティクスシステム上のFIRST-PL機器の一部です。
「天文学では、通常、望遠鏡を連結することで最も鮮明な画像の詳細が得られます。しかし、私たちは単一の望遠鏡の光を特別に設計された光ファイバー、つまりフォトニックランタンに送り込むことでそれを実現しました」と、UCLAの博士課程学生で、The Astrophysical Journal Lettersに掲載された研究の主任著者であるYoo Jung Kim氏は述べました。
この観測は、β CMi周囲の高速回転する水素ディスクを明らかにし、地球に向かって回転する側がドップラー効果により青く見えることを示しました。研究者らは、色に基づく位置シフトをこれまでより5倍の精度で測定し、ディスクの回転を確認し、予想外の偏った非対称性を発見しました。「このような非対称性を検出するとは思っていませんでした。これらのシステムをモデル化する天体物理学者がその存在を説明する課題となるでしょう」とKim氏は付け加えました。
大気乱流が課題となりましたが、Kim氏が開発したアダプティブオプティクスと新しいデータ処理技術で対処しました。この方法は伝統的な画像の回折限界を超え、より小さく、暗く、遠いオブジェクトのより明確な視界を可能にします。
国際的な協力には、ハワイ大学、カリフォルニア工科大学、パリ天文台などの機関が含まれます。「この研究は、フォトニック技術が天文学で新しい種類の測定を可能にする可能性を示しています」とCaltechのNemanja Jovanovic氏は述べました。この画期的な成果は、星、惑星、宇宙構造の研究を変革する可能性があります。