Mazzeltelescoop scherper dan Hubble

Strenge fotoselectie verhoogt beeldkwaliteit dramatisch

De kattenoog-planetaire nevel (NGC6543) zonder Lucky Imaging
Zoom
De kattenoog-planetaire nevel (NGC6543) zonder Lucky Imaging

Digitale fotografen weten het al jaren: onscherpe opnamen moet je meteen weggooien. Astronomen kunnen het ook. Door alleen toevallige scherpe plaatjes te combineren hebben ze met een aardse telescoop de Hubble ruimtetelescoop in scherpte overtroffen.

Het twinkelen van sterren speelt een hoofdrol in zoetige liedjes en nachtelijke wandelromantiek, maar astronomen hebben er een broertje dood aan. Het twinkelen wordt veroorzaakt door turbulentie, het lichte borrelen van de atmosfeer door warmtetransport. Dat brengt lichtstralen maar van het rechte pad, waardoor telescoopfoto’s onscherp worden. Daarom is de Hubble Ruimtetelescoop, die boven de borrelende dampkring hangt en er dus geen last van heeft, ook zo’n doorslaand succes. Toch is er ook een goedkopere oplossing, waarbij geen apparatuur de ruimte ingestuurd hoeft te worden, maar waarbij astronomen vertrouwen op hun mazzel: ‘Lucky Imaging’ De vervorming door atmosferische turbulentie verandert voortdurend, en valt af en toe ook wel eens eventjes weg. Door met een snelle camera 20 beelden per seconde te schieten, en met software daaruit de paar gelukkige scherpe momenten te selecteren, kun je die topmomenten combineren tot één scherpe opname. Daarvoor moet het object wel relatief helder zijn, en het duurt wel langer dan een reguliere opname. Lucky Imaging wordt al jaren toegepast door amateur-astronomen, maar nu is het voor het eerst gelukt om er de scherpte van de Hubble Ruimtetelescoop mee te overtreffen. Dat melden onderzoekers van de Britse universiteit van Cambridge en het California Institute of Technology, in een driedubbel persbericht met mooie plaatjes. Een wetenschappelijke publicatie moet nog volgen. ‘Voor het eerst hadden we een camera met zó weinig ruis dat we hem hiervoor konden gebruiken op een gewone telescoop’, vertelt Craig Mackay van de universiteit van Cambridge. De Californische Palomar-telescoop was vroeger topklasse met een spiegel van 5,1 meter diameter, maar is nu maar een doorsnee-telescoopje. Toch wisten de onderzoekers er met Lucky Imaging ongekend scherpe plaatjes mee te maken. ‘Onze kleinste details zijn 50 milli-boogseconden groot’, zegt Mackay, terwijl Hubble ongeveer 100 milli-boogseconden haalt. De opnamen van sterrenhoop M13 zijn de scherpste opnames ooit gemaakt, stellen de astronomen. Ook fraai zijn de opnamen van de kattenoog-nevel, hoewel Hubble hiervan vooralsnog scherpere plaatjes levert. ‘De gedachte was altijd dat Lucky Imaging alleen werkt bij telescopen kleiner dan 5 meter’, zegt Mackay. Hoe groter de spiegel, hoe meer verschillende turbulente gebiedjes erboven hangen, en hoe kleiner de kans dat ze het beeld allemaal eventjes niet vervormen. Boven de 5 meter zou je maar één op de tienduizend opnamen kunnen gebruiken. Maar een andere remedie tegen twinkelen bood uitkomst: adaptieve optica. Hierbij wordt de vorm van de telescoopspiegel razendsnel aangepast aan de vervormingen in het binnenkomende licht, zodat die in het uiteindelijke beeld gecorrigeerd worden. Adaptieve optica heeft telescopen de laatste jaren sterk verbeterd, al werkt het beter voor infrarood- dan voor gewoon licht. Maar Lucky Imaging en adaptieve optica samen kunnen volgens Mackay ook heel goed toegepast worden in het zichtbare licht, en op de grootste telescopen op aarde, zoals de Keck telescoop in Hawaii of de nieuwe Europese Very Large Telescope in Chili, met spiegels van respectievelijk 10 en 8,2 meter, die dan Hubble achter zich zouden moeten laten in scherpte, voor sommige plaatjes dan. En met een beetje mazzel. Bruno van Wayenburg