Ljudje imamo nenasitno lakoto po razumevanju Vesolja. Kot je rekel Carl Sagan: 'Razumevanje je ekstaza.' Toda da bi razumeli Vesolje, potrebujemo vse boljše načine, kako ga opazovati. In to pomeni eno stvar: veliki, ogromni, ogromni teleskopi.
V tej seriji si bomo ogledali 6 svetovnih super teleskopov:
- Velikanski Magellanov teleskop
- Izjemno velik teleskop
- 30-metrski teleskop
- Evropski izjemno velik teleskop
- Veliki sinoptični teleskop
- Vesoljski teleskop James Webb
- Infrardeči teleskop širokega polja
Velikanski Magellanov teleskop
Giant Magellanov teleskop (GMT) se gradi v Čilu, na Observatorij Las Campanas , dom GMT-jevih predhodnikov Magellanovi teleskopi . The Atacama regija Čile je zaradi svojih odličnih pogojev za gledanje odlična lokacija za teleskope. To je puščava na visoki nadmorski višini, zato je tam izjemno suho in hladno, z malo svetlobnega onesnaženja.
GMT gradijo ZDA, Avstralija, Južna Koreja in Brazilija. Objekt se je začel graditi leta 2015, prva luč pa naj bi bila v začetku leta 2020.
Srce velikanskega Magellanovega teleskopa je segmentirano primarno ogledalo. Slika: Velikanski Magellanov teleskop – GMTO Corporation
Segmentirana ogledala so vrhunec tehnologije, ko gre za super teleskope, in GMT je zgrajen okoli te tehnologije.
Glavno ogledalo GMT je sestavljeno iz 7 ločenih ogledal: eno osrednje ogledalo, obdano s 6 drugimi ogledali. Skupaj tvorita optično površino s premerom 24,5 metra (80 ft.). To pomeni, da bo GMT imel skupno površino za zbiranje svetlobe 368 kvadratnih metrov ali skoraj 4000 kvadratnih metrov. GMT bo z 10-krat večjo ločljivostno močjo presegel Hubblov vesoljski teleskop.
Obstaja omejitev velikosti posameznih ogledal, ki jih je mogoče izdelati, in 8,4-metrska ogledala v GMT so na mejah načinov gradnje. Zato se segmentirani sistemi uporabljajo v GMT in v drugih super teleskopih, ki se načrtujejo in gradijo po vsem svetu.
Ta ogledala so sodobni inženirski podvig. Vsaka je izdelana iz 20 ton stekla in traja leta, da se gradi. Prvo ogledalo je bilo ulito leta 2005, 6 let pozneje pa so ga še polirali. Pravzaprav so ogledala tako ogromna, da potrebujejo 6 mesecev, da se ohladijo, ko pridejo iz litja.
Niso le ravna, preprosta ogledala. Opisani so kot krompirjev čips, ne pa kot ploščati. So asferične, kar pomeni, da imajo obrazi ogledal strmo ukrivljene površine. Ogledala morajo imeti popolnoma enako ukrivljenost, da lahko delujejo skupaj, kar zahteva vrhunsko proizvodnjo. Paraboloidno obliko ogledal je treba polirati z natančnostjo, večjo od 25 nanometrov. To je približno 1/25 valovne dolžine same svetlobe!
Pravzaprav, če bi vzeli eno od ogledal GMT in ga razširili od vzhodne do zahodne obale ZDA, bi bila višina najvišje gore na ogledalu le 1/2 palca.
Načrt je, da bo velikanski Magellanov teleskop začel delovati le s štirimi ogledali. GMT bo imel vgrajeno tudi dodatno ogledalo, samo za nepredvidene primere.
Konstrukcija ogledal GMT je zahtevala popolnoma nove preskusne metode in opremo za doseganje teh zahtevnih natančnosti. Celotna naloga je padla na Univerzo v Arizoni Richard F. Caris Mirror Lab .
Toda GMT je več kot le njegovo primarno ogledalo. Ima tudi sekundarno ogledalo, ki je prav tako segmentirano. Vsak od segmentov sekundarnega zrcala mora delovati skladno s svojim ujemajočim se segmentom na primarnem zrcalu, razdaljo od sekundarnega zrcala do primarnega zrcala pa je treba izmeriti znotraj enega dela v 500 milijonih. To zahteva natančen inženiring za jekleno konstrukcijo telesa teleskopa.
Inženiring za GMT je izjemno zahteven, a ko bo začel delovati, kaj nam bo pomagal pri učenju o vesolju?
'Mislim, da bodo res razburljive stvari stvari, o katerih še nismo razmišljali.' -dr. Robert Kirshner
GMT nam bo pomagal spopasti se z več skrivnostmi v vesolju, kot v tem videu razlaga dr. Robert Kirshner iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko.
Znanstveni cilji GMT so dobro postavljeni in pravzaprav ni nobenih presenečenj. Cilji GMT so povečati naše razumevanje nekaterih temeljnih vidikov našega vesolja:
- Oblikovanje zvezd, planetov in diskov
- Ekstrasolarni planetarni sistemi
- Zvezdne populacije in kemična evolucija
- Sestavljanje in evolucija galaksije
- Temeljna fizika
- Prva svetloba in reionizacija
GMT bo zbral več svetlobe kot kateri koli drug teleskop, ki ga imamo, zato se njegov razvoj tako pozorno spremlja. To bo prvi 'obseg za neposredno slikanje zunajsončnih planetov, kar bo izjemno vznemirljivo. Z GMT bomo morda lahko videli barvo planetov in morda celo vremenskih sistemov.
Navajeni smo videti podobe Jupitrovih nevihtnih pasov in vremenskih pojavov na drugih planetih v našem Osončju, toda videti nekaj takega na ekstrasončnih planetih bo osupljivo. To je nekaj, nad čimer bo tudi naključna oseba, ki se zanima za vesolje, takoj navdušena. Kot da bi znanstvena fantastika zaživela.
Seveda smo še daleč stran od tega, da bi se kaj takega zgodilo. Ker prve luči ne pričakujemo do začetka leta 2020, bomo morali biti zelo potrpežljivi.