ИСТИНА

Начиная с 2007 года мы ведем измерения интенсивности атмосферной оптической турбулентности и ряда других характеристик атмосферы на г. Шатжатмаз, находящейся 20 км от Кисловодска. Целью этих измерений является получение статистически достоверных данных об астроклимате местности, чтобы затем использовать их при моделировании и разработке инструментов для 2.5-м телескопа и планировании наблюдений на нем. Одной из возможных методик наблюдений на телескопе является метод селекции изображений, который получил новый импульс к развитию в последние годы благодаря совершенствованию технологий ПЗС [5]. Техника селекции изображений во многом сходна с техникой спекл-интерферометрии и, подобно ей, позволяет достигать дифракционного разрешения ценой проницающей способности. Однако она имеет и ряд преимуществ, таких как большее поле зрения и предельная величина. В качестве параметров, характеризующих возможности селекции изображений, мы, следуя и многим другим авторам [1], выбрали число Штреля и полуширину (FWHM) функции рассеяния точки (ФРТ) в итоговом изображении. Вариации этих параметров по полю зрения зависят в первую очередь от расстояния от опорной звезды, т.е. звезды, по которой производится отбор кадров. Расстояние, на котором выигрыш по числу Штреля уменьшается в два раза, - угол изопланатизма - является важнейшей характеристикой, определяющей возможности селекции изображений. Также большую роль играет оптимальная экспозиция, используемая при наблюдениях. Стремление увеличить экспозицию (а значит, увеличить и отношение сигнала к шуму) ограничивается главным образом переменностью возмущений волнового фронта во времени. Как угол изопланатизма, так и оптимальная экспозиция зависят от параметров оптической турбулентности в атмосфере. При этом определяющую роль играет не интегральное качество изображения, а распределение турбулентности по высоте - т.н. профиль турбулентности, а также высотный профиль ветра. Поэтому данные, полученные с прибором MASS/DIMM [3] вместе с прогнозами высотного ветра NCEP/NCAR [2] представляют незаменимый материал для моделирования. Важной особенностью этих данных является то, что они покрывают большую часть времени, пригодного для наблюдений в этом месте. Следовательно, мы можем более адекватно оценить возможности селекции изображений в исследуемом месте в статистическом смысле и учесть их при проектировании инструмента. Для решения задачи моделирования нами была написана программа, основанная на принципах, широко обсуждавшихся в литературе [4]. Атмосфера в этой модели представлена несколькими тонкими слоями - фазовыми экранами - с известными характеристиками (спектром мощности). Плоская световая волна при распространении испытывает чисто фазовые искажения на этих слоях. Результат распространения зависит от исходного угла, под которым падает волна (т.е. от положения звезды в поле зрения). Далее она используется для построения изображения в фокальной плоскости. Изменение этого изображения во времени имитируется перемещением фазовых экранов (принята гипотеза замороженности Тэйлора). Затем эти изображения анализируются методом селекции изображений. В ходе моделирования определен диапазон, в котором варьируется угол изопланатизма (а значит и поле зрения) для исследуемого места и показано, что необходимо предусмотреть два режима работы прибора - с большим увеличением и малым. Аналогичным образом оценен диапазон экспозиций. Также определены условия, в которых использование селекции изображений будет наиболее эффективно. Эти условия должны быть приняты во внимание при динамическом планировании наблюдений на телескопе. [1] J. E. Baldwin, P. J. Warner and C. D. Mackay The point spread function in Lucky Imaging and variations in seeing on short timescales // A\&A, Vol. 480, Issue 2, 2008, pp.589-597 [2] Kistler, Robert; Kalnay, Eugenia; Collins, William; Saha, Suranjana; White, Glenn; Woollen, John; Chelliah, Muthuvel; Ebisuzaki, Wesley; Kanamitsu, Masao; Kousky, Vernon; van den Dool, Huug; Jenne, Roy; Fiorino, Michael, The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation // Bull. Am. Meteor. Soc., 2001, 82, 268 [3] Kornilov, V.; Tokovinin, A.; Shatsky, N.; Voziakova, O.; Potanin, S.; Safonov, B., Combined MASS-DIMM instruments for atmospheric turbulence studies // MNRAS, 2007, Vol. 382, Issue 343, pp. 1268-1278. [4] R. G. Lane, A. Glindemann and J. C. Dainty, Simulation of a Kolmogorov phase screen // Waves in Random Media 2 (1992) 209-224. [5] Law, N. M.; Mackay, C. D.; Baldwin, J. E., Lucky imaging: high angular resolution imaging in the visible from the ground, A\&A, Vol. 446, Issue 2, 2006, pp.739-745