В астрономии давно известен приём: если объединить свет от нескольких телескопов, можно получить разрешение, недоступное одиночному прибору. Так работает массив CHARA в Калифорнии - установка из шести телескопов, действующих как один гигантский инструмент. Но свет от каждого телескопа нужно свести с ювелирной точностью, а для этого обычно строят громоздкие системы из зеркал и линз.

Исследователи из Университета Хериот-Ватт (Великобритания) предложили выполнять эту работу с помощью крошечного фотонного чипа - стеклянной пластинки размером около двух сантиметров. Внутри неё ультракороткими лазерными импульсами выписаны тонкие каналы, по которым свет распространяется так же, как электроны в микросхеме. Чип впервые успешно применили для наблюдений реального неба на массиве CHARA. Результаты опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Чип стал сердцем прибора CHARIOT, созданного как испытательная платформа для новых фотонных технологий. В ходе наблюдательных кампаний 2024 и 2025 годов CHARIOT объединил свет от телескопов CHARA и записал сигналы от ряда звёзд. Прибор также уловил сигналы от звёзд более тусклых, чем те, что регистрировала заменённая им система. Это показывает, что технология обеспечивает точность, необходимую для передовых астрономических исследований.

Проект объединил специалистов из Великобритании, Германии (Кёльнский и Потсдамский университеты) и США (массив CHARA Университета штата Джорджия). Чип разработали в Институте фотоники и квантовых наук Университета Хериот-Ватт под руководством профессора Роберта Томсона и доктора Орельена Бенуа. Они же сыграли ключевую роль в наблюдениях, подтвердивших работоспособность устройства.

"Традиционно для объединения света от нескольких телескопов требуются громоздкие инструменты со сложной системой зеркал и линз. Мы показали, что значительную часть этой работы может выполнить стеклянная пластинка размером всего в пару сантиметров", - приводит слова Томсона пресс-релиз. По его словам, путь от фундаментальных исследований и лабораторных демонстраций до работы на одной из ведущих обсерваторий мира занял более 15 лет.

Одно из главных преимуществ CHARIOT - гибкость. Разные фотонные чипы можно снимать и заменять в течение нескольких часов, что позволяет быстро проверять улучшенные конструкции. Работа относится к области астрофотоники, которая использует передовые световые технологии для решения сложных задач астрономии.

Авторы подчёркивают: пока это первый шаг. В будущем подобные чипы могут помочь изучать формирование и эволюцию планетных систем, а также напрямую обнаруживать и характеризовать планеты у других звёзд. Однако речь идёт о перспективе, а не о уже решённой задаче. Продемонстрирована лишь сама возможность объединять свет телескопов с нужной точностью с помощью компактного стеклянного чипа - и это важный шаг к новому поколению астрономических инструментов.

Источник: Phys.org