Εμείς οι άνθρωποι έχουμε μια ακόρεστη πείνα να καταλάβουμε το Σύμπαν. Όπως είπε ο Carl Sagan, «Η κατανόηση είναι έκσταση». Αλλά για να κατανοήσουμε το Σύμπαν, χρειαζόμαστε καλύτερους και καλύτερους τρόπους για να το παρατηρήσουμε. Και αυτό σημαίνει ένα πράγμα: μεγάλα, τεράστια, τεράστια τηλεσκόπια.
Σε αυτήν τη σειρά θα δούμε 6 από τα Super Telescopes του κόσμου:
- Το τηλεσκόπιο Giant Magellan
- Το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο
- Το τηλεσκόπιο των 30 μέτρων
- Το Ευρωπαϊκό Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο
- Το Τηλεσκόπιο Μεγάλης Συνοπτικής Έρευνας
- Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
- Το τηλεσκόπιο υπέρυθρης έρευνας για το ευρύ πεδίο
Το γιγαντιαίο τηλεσκόπιο Magellan (GMT) χτίζεται στη Χιλή, στο Παρατηρητήριο Las Campanas, το σπίτι των προκατόχων του GMT τα τηλεσκόπια Magellan. Η περιοχή Atacama της Χιλής είναι μια εξαιρετική τοποθεσία για τηλεσκόπια λόγω των υπέροχων συνθηκών της. Είναι μια έρημος μεγάλου υψομέτρου, οπότε είναι εξαιρετικά ξηρή και δροσερή εκεί, με λίγη μόλυνση από το φως.
Το GMT κατασκευάζεται από τις ΗΠΑ, την Αυστραλία, τη Νότια Κορέα και τη Βραζιλία. Ξεκίνησε την κατασκευή εγκαταστάσεων το 2015 και το πρώτο φως θα έπρεπε να είναι στις αρχές του 2020.
Οι τμηματοποιημένοι καθρέφτες είναι η κορυφή της τεχνολογίας όταν πρόκειται για σούπερ τηλεσκόπια και το GMT βασίζεται σε αυτήν την τεχνολογία.
Ο κύριος καθρέφτης της GMT αποτελείται από 7 ξεχωριστούς καθρέφτες: έναν κεντρικό καθρέφτη που περιβάλλεται από 6 άλλους καθρέφτες. Μαζί σχηματίζουν μια οπτική επιφάνεια που έχει διάμετρο 24,5 μέτρα (80 πόδια). Αυτό σημαίνει ότι το GMT θα έχει συνολική έκταση συλλογής φωτός 368 τετραγωνικών μέτρων ή περίπου 4.000 τετραγωνικά πόδια. Το GMT θα ξεπεράσει το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, έχοντας μια ισχύ ανάλυσης 10 φορές μεγαλύτερη.
Υπάρχει ένα όριο στο μέγεθος των μεμονωμένων καθρεπτών που μπορούν να κατασκευαστούν και οι καθρέφτες 8,4 μέτρων στο GMT βρίσκονται στα όρια των μεθόδων κατασκευής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα τμηματοποιημένα συστήματα χρησιμοποιούνται στο GMT και σε άλλα σούπερ τηλεσκόπια που σχεδιάζονται και κατασκευάζονται σε όλο τον κόσμο.
Αυτοί οι καθρέφτες είναι σύγχρονα χαρακτηριστικά της μηχανικής. Κάθε ένα είναι κατασκευασμένο από 20 τόνους γυαλιού και χρειάζεται χρόνια για να κατασκευαστεί. Ο πρώτος καθρέφτης ρίχτηκε το 2005 και εξακολουθεί να γυαλίζεται 6 χρόνια αργότερα. Στην πραγματικότητα, οι καθρέφτες είναι τόσο τεράστιοι, που χρειάζονται 6 μήνες για να κρυώσουν όταν βγαίνουν από το cast.
Δεν είναι απλοί, απλοί καθρέφτες. Περιγράφονται ως πατατάκια, αντί να είναι επίπεδες. Είναι ασφαιρικά, που σημαίνει ότι τα πρόσωπα των καθρεφτών έχουν απότομες καμπύλες επιφάνειες. Ο καθρέφτης πρέπει να έχει ακριβώς την ίδια καμπυλότητα για να λειτουργεί μαζί, κάτι που απαιτεί κορυφαία κατασκευή. Το παραβολικό σχήμα του καθρέφτη πρέπει να γυαλιστεί με ακρίβεια μεγαλύτερη από 25 νανόμετρα. Αυτό είναι περίπου το 1/25 του μήκους κύματος του ίδιου του φωτός!
Στην πραγματικότητα, εάν πήρατε έναν από τους καθρέφτες του GMT και τον απλώσατε από την ανατολική ακτή έως τη δυτική ακτή των ΗΠΑ, το ύψος του ψηλότερου βουνού στον καθρέφτη θα ήταν μόνο 1/2 της ίντσας.
Το σχέδιο είναι να ξεκινήσει η λειτουργία του τηλεσκοπίου Giant Magellan με μόνο τέσσερις από τους καθρέφτες του. Το GMT θα έχει επίσης έναν επιπλέον καθρέφτη κατασκευασμένο, μόνο για απρόβλεπτα.
Η κατασκευή των καθρεπτών της GMT απαιτούσε εντελώς νέες μεθόδους δοκιμής και εξοπλισμό για την επίτευξη αυτών των απαιτητικών ακρίβειας. Ολόκληρη η δουλειά έπεσε στο εργαστήριο Richard F. Caris Mirror του Πανεπιστημίου της Αριζόνα.
Αλλά το GMT είναι κάτι περισσότερο από τον πρωταρχικό του καθρέφτη. Έχει επίσης έναν δευτερεύοντα καθρέφτη, ο οποίος είναι επίσης κατατμημένος. Κάθε ένα από τα τμήματα του δευτερεύοντος καθρέφτη πρέπει να λειτουργεί σε συνδυασμό με το αντίστοιχο τμήμα του στον πρωτεύοντα καθρέφτη και η απόσταση από τον δευτερεύοντα καθρέφτη έως τον πρωτεύοντα καθρέφτη πρέπει να μετρηθεί εντός ενός μέρους σε 500 εκατομμύρια. Αυτό απαιτεί ακριβή τεχνική για τη χαλύβδινη κατασκευή του σώματος του τηλεσκοπίου.
Ο μηχανικός πίσω από το GMT είναι εξαιρετικά απαιτητικός, αλλά μόλις τεθεί σε λειτουργία, τι θα μας βοηθήσει να μάθουμε για το Σύμπαν;
"Νομίζω ότι τα πραγματικά συναρπαστικά πράγματα θα είναι πράγματα που δεν έχουμε ακόμη." -Δρ. Ρόμπερτ Κίρσνερ
Το GMT θα μας βοηθήσει να αντιμετωπίσουμε πολλαπλά μυστήρια στο Σύμπαν, όπως εξηγεί ο Δρ Robert Kirshner, του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, σε αυτό το βίντεο.
Οι επιστημονικοί στόχοι του GMT είναι καλά σχεδιασμένοι και δεν υπάρχουν πραγματικά εκπλήξεις. Οι στόχοι του GMT είναι να αυξήσουμε την κατανόησή μας για ορισμένες θεμελιώδεις πτυχές του Σύμπαντός μας:
- Δημιουργία αστεριών, πλανητών και δίσκων
- Εξωηλιακά πλανητικά συστήματα
- Αστρικοί πληθυσμοί και χημική εξέλιξη
- Συναρμολόγηση και εξέλιξη του γαλαξία
- Θεμελιώδης φυσική
- Πρώτο φως και ιονικοποίηση
Το GMT θα συλλέξει περισσότερο φως από οποιοδήποτε άλλο τηλεσκόπιο που έχουμε, γι 'αυτό ακολουθείται τόσο έντονα η ανάπτυξή του. Θα είναι το πρώτο «πεδίο για άμεση εικόνα εξωηλιακών πλανητών, που θα είναι εξαιρετικά συναρπαστικό. Με το GMT, μπορεί να είμαστε σε θέση να δούμε το χρώμα των πλανητών, και ίσως ακόμη και τα καιρικά συστήματα.
Είμαστε συνηθισμένοι να βλέπουμε εικόνες από τις ζώνες καταιγίδας του Δία και καιρικά φαινόμενα σε άλλους πλανήτες στο Ηλιακό μας Σύστημα, αλλά να είμαστε σε θέση να δούμε κάτι τέτοιο σε εξωηλιακούς πλανήτες θα είναι εκπληκτικό. Αυτό είναι κάτι που ακόμη και το απλό άτομο που ενδιαφέρεται για το διάστημα θα γοητευτεί αμέσως. Είναι σαν να ζωντανεύει η επιστημονική φαντασία.
Φυσικά, είμαστε ακόμα πολύ μακριά από αυτό που συμβαίνει. Με το πρώτο φως να μην αναμένεται μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2020, θα πρέπει να είμαστε πολύ υπομονετικοί.
