科研业务

天文高分辨率斑点成像

发布时间:2015-11-05

  天文高分辨率斑点成像技术是克服大气湍流,提高地面大口径望远镜分辨本领的有效途径之一。这项技术自产生以来,首先在观测天文学中得到了广泛的应用。该技术一般采用接于望远镜终端的专用设备“斑点相机”,拍摄一系列的短曝光像作为重建衍射受限像的原始数据,每幅图像的曝光时间为大气相干时间(约10ms,根据不同观测地点、季节而异),这将使大气湍流“冻结”,得到的图像是呈散斑状的“斑点图”,它们含有望远镜的衍射受限分辨率信息,是未经时间平均的随机起伏的波前在望远镜焦平面上产生的复杂干涉图样。对大量斑点图进行专门处理后可望得到天体目标的高分辨率复原像。该技术虽然没有自适应光学技术的实时性高,但是它无需自适应光学中复杂的硬件设备,实施费用低,处理软件可灵活升级。

  2008年,上海天文台开始斑点干涉成像方面的研究。2010年开始,课题组在1.56米望远镜上开展了一系列的双星观测实验,成功的获得了双星的重建图像及角距离。观测双星目标星等在4~7等之间,角距离在0.1角秒~1.4角秒之间。2013年,课题组研制了一台新的斑点干涉相机,主要用于三星及其他延展目标的斑点干涉观测。该相机具有高帧频、高量子效率等优点。应用该相机在1.56米望远镜上开展了大量的三星观测实验,目标星等可达10等左右。目前,已经获得了多组三星目标的高分辨重建像。软件方面,课题组已完成了一套基于GPU的斑点干涉成像处理软件,该软件可有效提高数据处理的效率。双星及三星斑点干涉观测实验的成功,一方面能够验证望远镜的实际分辨率水平,另一方面也能验证斑点干涉成像算法的效果。今后,课题组将继续开展大行星以及其他延展目标的观测实验、算法研究及软件优化,进一步提高运算速度,该技术有望应用到人造卫星的高分辨率成像上。


附件下载: