Кредит зображення: Близнюки
Для інвесторів, які шукають наступне впевнене, сріблясте покриття на 8-метровому дзеркалі телескопа Gemini South може здатися таємним підказом інсайдера інвестувати в цей цінний метал для отримання величезного прибутку. Однак виявляється, що на це величезне дзеркало потрібно менше двох унцій (50 грам) срібла, що майже недостатньо для реєстрації на ринках дорогоцінних металів. Справжня віддача від блискучих інвестицій Gemini - це те, як воно забезпечує безпрецедентну чутливість від землі під час вивчення теплих предметів у просторі.
Нове покриття - перше в своєму роді, що колись вирівняло поверхню дуже великого астрономічного дзеркала - є одним із останніх кроків у перетворенні Близнюків на найпотужніший інфрачервоний телескоп на нашій планеті. "Немає сумніву, що за допомогою цього покриття телескоп" Близнюки Південь "зможе досліджувати регіони формування зірок і планет, чорні діри в центрах галактик та інші об'єкти, які дотепер ухилялися від інших телескопів", - сказав Чарлі Телеско Університет Флориди, який спеціалізується на вивченні зоряних та планетних утворень у середній інфрачервоній галузі.
Покриття дзеркала Близнюків сріблом використовує процес, розроблений протягом декількох років випробувань та експериментів для отримання покриття, яке відповідає суворим вимогам астрономічних досліджень. Провідний оптичний інженер Gemini Максим Боккас, який курирував розробку дзеркального покриття, сказав: "Я думаю, ви могли б сказати, що після кількох років наполегливої роботи з виявлення та налаштування найкращого покриття ми знайшли нашу срібну підкладку!"
Більшість астрономічних дзеркал покриті алюмінієм за допомогою процесу випаровування і потребують повторного повторного повторювання кожні 12-18 місяців. Оскільки дзеркала-близнюки Близнюки оптимізовані для перегляду об'єктів як в оптичній, так і в інфрачервоній довжинах хвиль, було вказано інше покриття. Планування та реалізація процесу срібного покриття для Близнюків розпочалася з проектування двінадцятиметрових покривних камер, розміщених на обсерваторії в Чилі та на Гаваях. Кожна установка для нанесення покриттів (спочатку побудована Королівською обсерваторією Грінвіч у Великобританії) містить пристрої під назвою магнетрони для «розбризкування» покриття на дзеркало. Процес напилення необхідний при нанесенні багатошарових покриттів на дзеркала Близнюків, щоб точно контролювати товщину різних матеріалів, нанесених на поверхню дзеркала. Подібний процес нанесення покриттів зазвичай використовується для архітектурного скла, щоб зменшити витрати на кондиціонування повітря та створити естетичне відображення та забарвлення скла на будівлях, але це вперше його застосовано до великого астрономічного телескопного дзеркала.
Покриття складається з штабелі з чотирьох окремих шарів, щоб гарантувати, що срібло прилягає до скляної основи дзеркала та захищене від елементів навколишнього середовища та хімічних реакцій. Як відомо, хто має срібний посуд, затьмарення на сріблі зменшує відбиття світла. Деградація незахищеного покриття на дзеркало телескопа матиме глибокий вплив на його продуктивність. Випробування, проведені в Близнюках на десятках невеликих дзеркальних зразків за останні кілька років, показують, що сріблясте покриття, нанесене на дзеркало Близнюки, повинно залишатися високоотражаючим і придатним принаймні протягом року між повторними повторними покриттями.
Окрім великого первинного дзеркала, 1-метрове вторинне дзеркало телескопа та третє дзеркало, яке спрямовує світло на наукові прилади, також були покриті за допомогою тих же захищених срібних покриттів. Поєднання цих трьох дзеркальних покриттів, а також інші міркування щодо дизайну є відповідальними за різке підвищення чутливості Близнюків до теплового інфрачервоного випромінювання.
Основним показником ефективності телескопа в інфрачервоному просторі є його випромінювання (скільки тепла, яке він фактично випромінює, порівняно із загальною кількістю, яку він теоретично може випромінювати) в тепловій або середній інфрачервоній частині спектру. Ці викиди призводять до фонового шуму, щодо якого слід вимірювати астрономічні джерела. Близнюки мають найнижчу загальну теплову випромінювання будь-якого великого астрономічного телескопа на землі, із значеннями нижче 4% до отримання його срібного покриття. З цим новим покриттям випромінювання Gemini South знизиться до приблизно 2%. На деяких довжинах хвиль це має такий же ефект на чутливість, як збільшення діаметра телескопа Близнюки від 8 до більше 11 метрів! Результатом є значне підвищення якості та кількості інфрачервоних даних Близнюків, що дозволяє виявляти об’єкти, які в іншому випадку втрачалися б від шуму, випромінюваного теплом, що випромінюється з телескопа. Серед інших наземних телескопів звичайно, щоб значення випромінювання перевищували 10%
Процедура відновлення була успішно виконана 31 травня, і новоспечене дзеркало Близнюків Півден було знову встановлено та відкалібровано в телескоп. В даний час інженери випробовують системи, перш ніж повернути телескоп до повноцінної роботи. Північне дзеркало Близнюків на Мауна-Кеа пройде той же процес покриття до кінця цього року.
Чому срібло?
Причина, яку астрономи бажають використовувати срібло як поверхню дзеркала телескопа, полягає в його здатності відображати деякі види інфрачервоного випромінювання ефективніше, ніж алюміній. Однак не тільки кількість інфрачервоного світла, що відбивається, але й кількість випромінювання, яке фактично випромінюється з дзеркала (його теплопромінюваність), робить срібло таким привабливим. Це суттєве питання при спостереженні в середній інфрачервоній (тепловій) області спектру, що по суті є вивчення тепла з космосу. «Основна перевага срібла в тому, що він зменшує загальну теплову емісію телескопа. Це в свою чергу підвищує чутливість приладів інфрачервоного зв'язку до телескопа і дозволяє нам значно краще бачити теплі предмети, такі як зоряні та планетарні розплідники ,? - сказав Скотт Фішер, середній інфрачервоний астроном у Близнюках.
Однак перевага полягає в ціні. Для використання срібла покриття потрібно наносити в кілька шарів, кожен з дуже точної і рівномірної товщини. Для цього для нанесення покриття використовуються пристрої під назвою магнетрони. Вони працюють, оточуючи надзвичайно чисту металеву пластину (яку називають мішенню) з плазмовою хмарою (аргоном чи азотом), яка вибиває атоми з цілі та рівномірно відкладає їх на дзеркало (яке повільно обертається під магнетроном). Кожен шар надзвичайно тонкий; зі срібним шаром товщиною близько 0,1 мкм або приблизно 1/200 товщиною людського волосся. Загальна кількість срібла, нанесеного на дзеркало, приблизно дорівнює 50 грам.
Вивчення тепла, що походить з космосу
Деякі з найбільш інтригуючих об'єктів у Всесвіті випромінюють випромінювання в інфрачервоній частині спектру. Часто його називають "тепловим випромінюванням", інфрачервоне світло червоніше, ніж червоне світло, яке ми бачимо очима. Джерела, що випромінюють ці довжини хвилі, шукають астрономи, оскільки більша частина їх інфрачервоного випромінювання може проходити крізь хмари затьмареного газового пилу та розкривати секрети, інакше оповиті зором. Режим інфрачервоної довжини хвилі розділений на три основні регіони, близько-, середньо- та далеко інфрачервоні. Близький інфрачервоний сигнал знаходиться лише за межами того, що може бачити людське око (червонішим, ніж червоне), середній інфрачервоний (часто його називають термічним інфрачервоним) являє собою довші довжини хвилі світла, зазвичай пов'язані з джерелами тепла в просторі, а далеко інфрачервоний являє собою більш прохолодні регіони.
Срібне покриття Близнюків дозволить найбільш істотно покращити теплову інфрачервону частину спектру. Дослідження в цьому діапазоні довжин хвиль включають райони утворення зірок і планет, з інтенсивними дослідженнями, які прагнуть зрозуміти, як сформувалася наша власна Сонячна система близько п'яти мільярдів років тому.
Оригінальне джерело: Новини Gemini News
