Adaptive Optics / Adaptive Optik

5.19 Adaptive Optics / Adaptive Optik

Adaptive Optik (AO) ist eine Technologie zur Echtzeit-Korrektur atmosphärischer Bildstörungen in bodengestützten Teleskopen. Die Erdatmosphäre verursacht Turbulenzen, die Sternbilder verwaschen — ein Effekt, der als Seeing bezeichnet wird und die Auflösung auf typischerweise 0,5 bis 2 Bogensekunden begrenzt.

AO-Systeme messen die Wellenfrontverzerrung mithilfe eines hellen Referenzsterns oder eines künstlichen Laserleitssterns (Laser Guide Star, LGS) und korrigieren sie in Echtzeit mit einem verformbaren Spiegel, der seine Form Hunderte bis Tausende Male pro Sekunde anpasst. Dies ermöglicht eine Auflösung nahe der Beugungsgrenze des Teleskops.

Moderne AO-Systeme wie SPHERE und ERIS am VLT, GeMS an Gemini und die geplanten Systeme des ELT nutzen zunehmend Multi-Conjugate Adaptive Optics (MCAO), die atmosphärische Turbulenzen in mehreren Höhenschichten gleichzeitig korrigiert und so ein größeres korrigiertes Gesichtsfeld liefert.

Adaptive Optik hat bodengestützten Teleskopen ermöglicht, in Bereichen wie der Exoplanetenabbildung, der Beobachtung des galaktischen Zentrums und der Untersuchung ferner Galaxien mit Weltraumteleskopen zu konkurrieren.

5.19 Adaptive Optics / Adaptive Optik

Adaptive optics (AO) is a technology for real-time correction of atmospheric image distortions in ground-based telescopes. Earth's atmosphere causes turbulence that blurs stellar images — an effect known as seeing, which limits resolution to typically 0.5 to 2 arcseconds.

AO systems measure wavefront distortion using a bright reference star or an artificial laser guide star (LGS) and correct it in real time with a deformable mirror that adjusts its shape hundreds to thousands of times per second. This enables resolution close to the telescope's diffraction limit.

Modern AO systems such as SPHERE and ERIS at the VLT, GeMS at Gemini, and the planned ELT systems increasingly use multi-conjugate adaptive optics (MCAO), which corrects atmospheric turbulence at multiple altitude layers simultaneously, providing a larger corrected field of view.

Adaptive optics has enabled ground-based telescopes to compete with space telescopes in areas such as exoplanet imaging, galactic center observations, and the study of distant galaxies.