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 έξι Super Telescopes που κατασκευάζονται:
- Το τηλεσκόπιο Giant Magellan
- Το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο
- Τηλεσκόπιο 30 μέτρων
- Το Ευρωπαϊκό Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο
- Μεγάλο Τηλεσκόπιο Συνοπτικής Έρευνας
- Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
- Το τηλεσκόπιο υπέρυθρης έρευνας για το ευρύ πεδίο
Το τηλεσκόπιο Thirty Meter (TMT) χτίζεται από μια διεθνή ομάδα χωρών και ιδρυμάτων, όπως είναι πολλά Super Telescopes. Στην πραγματικότητα, είναι περήφανοι που επισημαίνουν ότι η διεθνής κοινοπραξία πίσω από το TMT αντιπροσωπεύει σχεδόν το ήμισυ του παγκόσμιου πληθυσμού. Κίνα, Ινδία, ΗΠΑ, Ιαπωνία και Καναδά. Το έργο χρειάζεται πολλούς εταίρους να απορροφήσουν το κόστος. εκτιμάται σε 1,5 δισεκατομμύρια δολάρια.
Η καρδιά οποιουδήποτε από τα Super Telescopes του κόσμου είναι ο κύριος καθρέφτης και το TMT δεν διαφέρει. Ο κύριος καθρέφτης για το TMT έχει προφανώς διάμετρο 30 μέτρων. Είναι μια τμηματοποιημένη σχεδίαση που αποτελείται από 492 μικρότερους καθρέφτες, ο καθένας εξάγωνο 1,4 μέτρων.
Η ικανότητα συλλογής φωτός του ΤΜΤ θα είναι 10 φορές μεγαλύτερη από το Τηλεσκόπιο Keck και περισσότερο από 144 φορές αυτή του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Χαμπλ.
Αλλά το TMT είναι κάτι περισσότερο από ένα απλό τεράστιο «ελαφρύ κουβά». Διακρίνεται επίσης με άλλες δυνατότητες που καθορίζουν την αποτελεσματικότητα ενός σούπερ τηλεσκοπίου. Ένα από αυτά είναι αυτό που ονομάζεται χωρική ανάλυση περιορισμένης περίθλασης (DLSR).
Όταν ένα τηλεσκόπιο κατευθύνεται σε μακρινά αντικείμενα που εμφανίζονται κοντά, το φως και από τα δύο μπορεί να διασκορπιστεί αρκετά ώστε τα δύο αντικείμενα να εμφανίζονται ως ένα. Η χωρική ανάλυση περιορισμένης περίθλασης σημαίνει ότι όταν ένα «εύρος παρατηρεί ένα αστέρι ή άλλο αντικείμενο, κανένα από το φως από αυτό το αντικείμενο δεν διασκορπίζεται από ελαττώματα στο τηλεσκόπιο. Το TMT θα διακρίνει ευκολότερα αντικείμενα που βρίσκονται το ένα κοντά στο άλλο. Όταν πρόκειται για DLSR, το TMT θα υπερβεί το Keck με συντελεστή 3 και θα υπερβεί το Hubble με συντελεστή 10 σε μερικά μήκη κύματος.
Κρίσιμο για τη λειτουργία μεγάλων, τμηματικών καθρεπτών όπως το TMT είναι ενεργή οπτική. Με τον έλεγχο του σχήματος και της θέσης κάθε τμήματος, τα ενεργά οπτικά επιτρέπουν στον πρωτογενή καθρέφτη να αντισταθμίζει τις αλλαγές στον άνεμο, τη θερμοκρασία ή τη μηχανική πίεση στο τηλεσκόπιο. Χωρίς ενεργή οπτική, και την προσαρμοσμένη οπτική τεχνολογία, που αντισταθμίζει την ατμοσφαιρική διαταραχή, οποιοδήποτε τηλεσκόπιο μεγαλύτερο από περίπου 8 μέτρα δεν θα λειτουργούσε σωστά.
Το TMT θα λειτουργεί στα μήκη κύματος σχεδόν υπεριώδους, ορατού και σχεδόν υπέρυθρου. Θα είναι μικρότερο από το Ευρωπαϊκό Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο (E-ELT), το οποίο θα έχει έναν πρωτογενή καθρέφτη 39 μέτρων. Το E-ELT θα λειτουργεί στα οπτικά και υπέρυθρα μήκη κύματος.
Τα Super Telescopes του κόσμου είναι μεγαλοπρεπή. Όχι μόνο στο μέγεθος των καθρεφτών τους, αλλά και στη μάζα τους. Η κινητή μάζα του TMT θα είναι περίπου 1.420 τόνοι. Η γρήγορη μετακίνηση του TMT είναι μέρος του σχεδιασμού του TMT, επειδή πρέπει να ανταποκρίνεται γρήγορα όταν εντοπίζεται κάτι σαν σουπερνόβα. Η λεπτομερής επιστημονική υπόθεση απαιτεί το TMT να αποκτήσει έναν νέο στόχο εντός 5 έως 10 λεπτών.
Αυτό απαιτεί ένα πολύπλοκο σύστημα υπολογιστή για τον συντονισμό των επιστημονικών οργάνων, των καθρεπτών, των ενεργών οπτικών και της προσαρμοστικής οπτικής. Αυτή ήταν μια από τις αρχικές προκλήσεις του έργου TMT. Θα επιτρέψει στο TMT να ανταποκριθεί σε παροδικά φαινόμενα όπως τα σουπερνόβα όταν εντοπίζονται από άλλα τηλεσκόπια όπως το Μεγάλο Τηλεσκόπιο Συνοπτικής Έρευνας.
Το TMT θα ερευνήσει τα περισσότερα από τα σημαντικά ερωτήματα στην αστρονομία και την κοσμολογία σήμερα. Ακολουθεί μια επισκόπηση των σημαντικών θεμάτων που θα εξετάσει το TMT:
- Η φύση της σκοτεινής ύλης
- Η φυσική των ακραίων αντικειμένων όπως τα αστέρια νετρονίων
- Πρώιμοι γαλαξίες και κοσμικός ιονισμός
- Σχηματισμός γαλαξίας
- Σούπερ-μαζικές μαύρες τρύπες
- Εξερεύνηση του Γαλαξία και των Γαλαξιών σε κοντινή απόσταση
- Η γέννηση και οι πρώιμες ζωές των αστεριών και των πλανητών
- Επιστήμη τομέα χρόνου: Supernovae και Gamma Ray Bursts
- Εξω-πλανήτες
- Το ηλιακό μας σύστημα
Αυτή είναι μια ολοκληρωμένη λίστα θεμάτων, για να είμαστε σίγουροι. Αφήνει πολύ λίγα και αποτελεί απόδειξη της ισχύος και της αποτελεσματικότητας του TMT.
Η ακατέργαστη ισχύς του TMT δεν αμφισβητείται. Μόλις λειτουργήσει, θα προωθήσει την κατανόησή μας για το Σύμπαν σε πολλά μέτωπα. Ωστόσο, η πραγματική τοποθεσία του TMT θα μπορούσε να είναι ακόμη υπό αμφισβήτηση.
Η αρχική τοποθεσία για το TMT ήταν η Mauna Kea, η σύνοδος κορυφής των 4.200 μέτρων στη Χαβάη. Το Mauna Kea είναι μια εξαιρετική τοποθεσία και είναι το σπίτι πολλών τηλεσκοπίων, κυρίως του Παρατηρητηρίου Keck, του Τηλεσκοπίου Gemini, του Τηλεσκοπίου Subaru, του Τηλεσκοπίου Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης και του Τηλεσκοπίου James Clerk Maxwell. Η Mauna Kea είναι επίσης η τοποθεσία της δυτικότερης κεραίας της σειράς Long Long Baseline Array.
Η διαμάχη μεταξύ μερικών από τους λαούς της Χαβάης και του TMT έχει τεκμηριωθεί καλά αλλού, αλλά το βασικό παράπονο για το TMT είναι ότι η κορυφή της Mauna Kea είναι ιερή γη και θα ήθελαν το TMT να χτιστεί αλλού.
Οι οργανισμοί πίσω από το TMT θα ήθελαν ακόμη να χτιστεί στη Mauna Kea και μια νομική διαδικασία ξεδιπλώνεται γύρω από τη διαμάχη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εντόπισαν αρκετές πιθανές εναλλακτικές τοποθεσίες για το τηλεσκόπιο, συμπεριλαμβανομένης της La Palma στα Κανάρια Νησιά. Το Space Magazine επικοινώνησε με τον Επιστήμονα του Παρατηρητηρίου TMT Christophe Dumas, PhD., Σχετικά με την πιθανή μετεγκατάσταση του TMT σε άλλο ιστότοπο.
Ο Δρ Dumas μας είπε ότι «Η Mauna Kea παραμένει η προτιμώμενη τοποθεσία για το TMT λόγω των εξαιρετικών συνθηκών παρατήρησής της και λόγω της συνέργειας με άλλες εγκαταστάσεις συνεργατών TMT που υπάρχουν ήδη στο βουνό. Το πολύ υψηλό ύψος περίπου 14.000 ποδιών το καθιστά τον κορυφαίο αστρονομικό χώρο στο βόρειο ημισφαίριο. Ο ουρανός πάνω από τη Mauna Kea είναι πολύ σταθερός, γεγονός που επιτρέπει τη λήψη πολύ ευκρινών εικόνων. Έχει επίσης εξαιρετική διαφάνεια, χαμηλή ρύπανση φωτός και σταθερές θερμοκρασίες κρύου που βελτιώνουν την ευαισθησία για παρατηρήσεις στο υπέρυθρο. "
Η προτιμώμενη δευτερεύουσα τοποθεσία στο La Palma φιλοξενεί πάνω από 10 άλλα τηλεσκόπια, αλλά η μετεγκατάσταση των Καναρίων Νήσων θα επηρέαζε την επιστήμη που έκανε το TMT; Ο Δρ Dumas λέει ότι η τοποθεσία των Καναρίων Νήσων είναι επίσης εξαιρετική, με παρόμοια ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά με τη Mauna Kea, συμπεριλαμβανομένης της σταθερότητας, της διαφάνειας, του σκοταδιού και του κλάσματος των καθαρών νύχτων.
Όπως εξηγεί ο Δρ. Ντούμας, «η Λα Πάλμα βρίσκεται σε χαμηλότερο σημείο υψομέτρου και κατά μέσο όρο θερμότερη από τη Μάουνα Κέα. Αυτοί οι δύο παράγοντες θα μειώσουν την ευαισθησία TMT σε ορισμένα μήκη κύματος στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος. "
Ο Δρ Dumas είπε στο Space Magazine ότι αυτή η μειωμένη ευαισθησία στο υπέρυθρο μπορεί να ξεπεραστεί κάπως προγραμματίζοντας διαφορετικές εργασίες παρατήρησης. "Αυτό το συγκεκριμένο ζήτημα μπορεί να μετριαστεί εν μέρει με την εφαρμογή ενός προσαρμοστικού προγραμματισμού παρατηρήσεων TMT, ώστε να ταιριάζει με την εκτέλεση των πιο απαιτητικών προγραμμάτων υπέρυθρων ακτίνων με τις καλύτερες ατμοσφαιρικές συνθήκες πάνω από τη La Palma."
Στις 3 Μαρτίου, ολοκληρώθηκαν 44 ημέρες δικαστικών ακροάσεων στο ΤΜΤ. Εκείνη την εποχή, 71 άτομα κατέθεσαν μαρτυρία υπέρ και κατά της κατασκευής του ΤΜΤ στη Mauna Kea. Όσοι αντιτίθενται στο τηλεσκόπιο λένε ότι ο ιστότοπος είναι ιερή γη και δεν πρέπει να έχει πλέον τηλεσκόπιο. Εκείνοι για το TMT μίλησαν υπέρ της επιστήμης που θα προσφέρει το TMT σε όλους, και τις ευκαιρίες εκπαίδευσης που θα προσφέρει στους Χαβάης.
Αν και η κατασκευή έχει καθυστερήσει και οι άνθρωποι έχουν πάει στο δικαστήριο για να σταματήσουν το έργο, φαίνεται ότι το TMT σίγουρα θα κατασκευαστεί - κάπου. Η χρηματοδότηση έχει πραγματοποιηθεί, ο σχεδιασμός έχει ολοκληρωθεί και η κατασκευή των εξαρτημάτων βρίσκεται σε εξέλιξη. Οι καθυστερήσεις σημαίνει ότι το πρώτο φως του TMT είναι ακόμα αβέβαιο, αλλά μόλις φτάσουμε εκεί, το TMT θα είναι ένα άλλο παιχνίδι αλλαγής, όπως τα άλλα Super Telescopes του κόσμου.
