Ми, люди, ненаситний голод зрозуміти Всесвіт. Як сказав Карл Саган, "Розуміння - це екстаз". Але для розуміння Всесвіту нам потрібні кращі та кращі способи його спостереження. А це означає одне: великі, величезні, величезні телескопи.
У цій серії ми розглянемо 6 світових супер телескопів:
- Гігантський телескоп Магеллан
- Великий телескоп
- 30-метровий телескоп
- Європейський надзвичайно великий телескоп
- Великий телескоп синоптичного опитування
- Космічний телескоп Джеймса Вебба
- Інфрачервоний оглядовий телескоп широкого поля
Гігантський телескоп Магеллан (GMT) будується в Чилі, в обсерваторії Лас Кампанас, на батьківщині попередників GMT, телескопах Magellan. Регіон Атакама в Чилі є прекрасним місцем для телескопів через чудові умови бачення. Це високогірна пустеля, тож там надзвичайно сухо і прохолодно, мало світлового забруднення.
GMT будують США, Австралія, Південна Корея та Бразилія. Він розпочав будівництво об'єкта в 2015 році, а перший світ повинен бути на початку 2020-х.
Сегментовані дзеркала - це пік технології, коли мова йде про супер телескопи, і GMT побудований навколо цієї технології.
Основне дзеркало GMT складається з 7 окремих дзеркал: одне центральне дзеркало оточене 6 іншими дзеркалами. Разом вони утворюють оптичну поверхню діаметром 24,5 метра (80 футів). Це означає, що у GMT буде загальна площа збору світла 368 квадратних метрів, або майже 4000 квадратних футів. GMT перевершує космічний телескоп Хаббла, маючи потужність роздільної здатності в 10 разів більше.
Існує обмеження розміру одиничних дзеркал, які можна вбудувати, і 8,4-метрові дзеркала в ГМТ знаходяться на межі методів побудови. Ось чому сегментовані системи використовуються в GMT, а також у інших супер телескопах, які розробляються та будуються по всьому світу.
Ці дзеркала - це сучасні подвиги техніки. Кожна з них виготовлена з 20 тонн скла і на її побудову потрібні роки. Перше дзеркало було відлито в 2005 році, і його ще шліфували через 6 років. Насправді дзеркала настільки масивні, що їм потрібно 6 місяців для охолодження, коли вони виходять з кастингу.
Вони не просто плоскі, прості дзеркала. Вони описуються як картопляні чіпси, а не плоскі. Вони асферичні, тобто обличчя дзеркал мають круто вигнуті поверхні. Для того, щоб виконувати разом, дзеркало повинно мати точно таку ж кривизну, що вимагає передового виготовлення. Параболоїдна форма дзеркал повинна бути відполірована з точністю понад 25 нанометрів. Це приблизно 1/25 сама довжина хвилі світла!
Насправді, якби ви взяли одне з дзеркал GMT і поширили його від східного узбережжя до західного узбережжя США, висота найвищої гори на дзеркалі становила б лише 1/2 дюйма.
Планується, що телескоп «Гігантський Магеллан» розпочне роботу лише з чотирма дзеркалами. GMT також матиме додаткове дзеркало, саме для надзвичайних ситуацій.
Побудова дзеркал GMT вимагала абсолютно нових методів тестування та обладнання для досягнення цих вимогливих точностей. Все завдання лягло на лабораторію дзеркал університету Арізони в Арізоні.
Але GMT - це більше, ніж просто його основне дзеркало. Він також має вторинне дзеркало, яке також сегментоване. Кожен з сегментів вторинного дзеркала повинен працювати узгоджено з відповідним його сегментом на первинному дзеркалі, а відстань від вторинного дзеркала до первинного дзеркала має вимірюватися в межах однієї частини на 500 мільйонів. Для цього потрібна вимоглива інженерія для сталевої конструкції корпусу телескопа.
Техніка, що стоїть за GMT, надзвичайно вимоглива, але як тільки вона буде працювати, що вона допоможе нам дізнатися про Всесвіт?
"Я думаю, що справді захоплюючими будуть речі, яких у нас ще не було". -Доктор. Роберт Кіршнер
GMT допоможе нам розібратися з кількома таємницями у Всесвіті, як пояснює у цьому відео доктор Роберт Кіршнер з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.
Наукові цілі GMT чітко викладені, і сюрпризів насправді немає. Цілі GMT - розширити розуміння деяких основних аспектів нашого Всесвіту:
- Формування зірки, планети та диска
- Екстрасолярні планетарні системи
- Зоряні популяції та хімічна еволюція
- Збірка та еволюція Галактики
- Фундаментальна фізика
- Перше світло та реабілітація
GMT збирає більше світла, ніж будь-який інший у нас телескоп, саме тому його розвиток так ретельно слідкує. Це буде перше «поле для прямого зображення позасонячних планет, що буде надзвичайно захоплююче. З GMT ми можемо побачити колір планет і, можливо, навіть системи погоди.
Ми звикли бачити зображення штормових смуг Юпітера та погодних явищ на інших планетах нашої Сонячної системи, але бути в змозі побачити щось подібне на позасонячних планетах буде дивним. Це те, про що негайно зачарує навіть випадкова людина, що цікавиться космосом. Ніби наукова фантастика ожила.
Звичайно, ми все ще є шляхами від будь-якого з того, що відбувається. Коли перший світло не очікується до початку 2020-х, нам доведеться бути дуже терплячими.
