Täpläinterferometria

  Täpläinterferometria on tähtitieteessä menetelmä, jolla parannetaan kaukoputken tarkkuutta poistamalla ilmakehän aiheuttama häiriö.

Periaate

Kohteesta otetaan peräkkäin muutaman sekunnin aikana tuhansia kuvia, joista jokaisen valotusaika on 2–5 millisekuntia. Kuvat asetetaan päällekkäin tietokoneella siten, että niiden kirkkaimmat pisteet osuvat päällekkäin. Tämän jälkeen syntyneestä kuvasta häivytetään ylimääräinen informaatio tuottamalla siitä tietokoneella ns. keskimääräinen bispektri ja Fourierin spektri, josta tuotetaan lopullinen kuva.

Matemaattinen käsittely suodattaa pois kuvan leviämisen ilmakehän väreillessä eli ns. seeing-kiekon. Seeing-kiekko koostuu kirkkaista läiskistä. Näin päästään lähelle kaukoputken todellista erotuskykyä ja kaukoputken tarkkuus kasvaa noin 30-kertaiseksi.

Infrapunakuvalle voidaan käyttää pidempää 100 millisekunnin valotusaikaa.

Nykyään käytetään tähtitieteessä tavallisesti valokuvausfilmiä 10 kertaa herkempiä CCD-kennoja, jotka ottavat talteen 70 % tulevista valonsäteistä. Tekniikan edistymisen takia täpläinterferometria (speckle-interferometria) on käytössä nykyään laajalla alueella.

Historia

Täpläinterferometrian keksi Antoine Labeyrie 1970. Täpläinterferometrian ajatus on eliminoida pois valonlähteestä yhtä kuvapistettä vastaavan ns. Airyn kiekon leviäminen laajalle alueelle, samaan tapaan kuin väreilevästä tai aaltoilevasta vedestä heijastuva valonlähteen kuva täplittyy.

Yhdessä alle 10 millisekunnin aikana otetussa kuvassa ilmakehän luontainen väreily on "jäätynyt" paikoilleen. Ilmakehä on silti levittänyt yksittäistä kuvaa eli aivan kaukoputken teoreettiseen erotuskykyyn ei tälläkään menetelmällä ylletä.

Täpläinterferometrian käyttöä rajoitti aluksi pienten valotusaikojen tarve: menetelmä ei sovi himmeille kohteille, jotka vaativat suuria valotusaikoja, tarvitaan myös suuria suurennuksia. Toinen rajoittava tekijä oli suuren laskentatehon omaavien tietokoneiden harvinaisuus: Menetelmä vaati raskaita matemaattisia muunnoksia. Tietokoneiden laskentakapasiteetti on tehostunut sitten 1970-luvun ja tehokkaat supertietokoneet yleistyneet.