My ľudia máme neuveriteľný hlad, aby sme pochopili vesmír. Ako povedal Carl Sagan, „Porozumenie je extáza.“ Ale aby sme pochopili vesmír, potrebujeme lepšie a lepšie spôsoby, ako ho pozorovať. A to znamená jednu vec: veľké, obrovské, obrovské teleskopy.
V tejto sérii sa pozrieme na 6 svetových super ďalekohľadov:
- Veľký Magellanov teleskop
- Drvivo veľký ďalekohľad
- 30-metrový ďalekohľad
- Európsky mimoriadne veľký ďalekohľad
- Veľký synoptický prieskumný ďalekohľad
- James Webb Space Telescope
- Širokouhlý infračervený prieskumný ďalekohľad
Gile Magellan Telescope (GMT) sa buduje v Čile v Las Campanas Observatory, kde sídli predchodcovia GMT Magellan Telescopes. Región Atacama v Čile je vynikajúcou polohou pre ďalekohľady vďaka svojim vynikajúcim podmienkam videnia. Je to púšť s vysokou nadmorskou výškou, takže je tu extrémne suchá a chladná, s malým znečistením svetlom.
GMT budujú USA, Austrália, Južná Kórea a Brazília. Stavba zariadenia sa začala v roku 2015 a prvé svetlo by malo byť začiatkom roku 2020.
Segmentované zrkadlá sú špičkou technológie, pokiaľ ide o super ďalekohľady, a GMT je postavená na tejto technológii.
Primárne zrkadlo GMT pozostáva zo 7 samostatných zrkadiel: jedno centrálne zrkadlo obklopené 6 ďalšími zrkadlami. Spoločne vytvárajú optický povrch s priemerom 24,5 metrov (80 stôp). To znamená, že GMT bude mať celkovú plochu na zhromažďovanie svetla 368 metrov štvorcových alebo takmer 4 000 metrov štvorcových. GMT prekoná Hubbleov vesmírny teleskop tým, že má rozlišovaciu silu 10-krát väčšiu.
Veľkosť jednotlivých zrkadiel, ktoré je možné zostaviť, je obmedzená a 8,4-metrové zrkadlá v GMT sú na hranici konštrukčných metód. Preto sa segmentované systémy používajú v GMT a v iných super ďalekohľadoch navrhovaných a budovaných po celom svete.
Tieto zrkadlá sú modernými prvkami inžinierstva. Každý z nich je vyrobený z 20 ton skla a jeho výstavba trvá roky. Prvé zrkadlo bolo obsadené v roku 2005 a stále sa leštilo o 6 rokov neskôr. V skutočnosti sú zrkadlá také veľké, že keď vyjdú z liatia, potrebujú 6 mesiacov na ochladenie.
Nejde iba o jednoduché, jednoduché zrkadlá. Sú popisované skôr ako zemiakové lupienky, než aby boli ploché. Sú asférické, čo znamená, že tváre zrkadiel majú výrazne zakrivené povrchy. Zrkadlá musia mať presne rovnaké zakrivenie, aby mohli pracovať spolu, čo si vyžaduje špičkovú výrobu. Paraboloidný tvar zrkadiel sa musí leštiť s presnosťou väčšou ako 25 nanometrov. To je asi 1/25 vlnová dĺžka samotného svetla!
V skutočnosti, ak by ste si vzali jedno zo zrkadiel GMT a rozšírili ho z východného pobrežia na západné pobrežie USA, výška najvyššej hory v zrkadle by bola iba 1/2 palca.
Plánuje sa, že Giant Magellan Telescope začne fungovať iba so štyrmi zrkadlami. GMT bude mať tiež špeciálne zrkadlo postavené, len pre prípad nepredvídaných udalostí.
Konštrukcia zrkadiel GMT si vyžadovala úplne nové testovacie metódy a vybavenie na dosiahnutie týchto náročných presností. Celá úloha sa týkala zrkadlového laboratória Richarda F. Carisa z University of Arizona.
Ale GMT je viac než len jeho primárne zrkadlo. Má tiež sekundárne zrkadlo, ktoré je tiež segmentované. Každý zo segmentov sekundárneho zrkadla musí pracovať v zhode so zodpovedajúcim segmentom na primárnom zrkadle a vzdialenosť medzi sekundárnym zrkadlom a primárnym zrkadlom sa musí merať v rámci jednej časti z 500 miliónov. Vyžaduje si to náročné inžinierstvo pre oceľovú konštrukciu tela teleskopu.
Inžinierstvo za GMT je mimoriadne náročné, ale keď bude v prevádzke, čo nám pomôže dozvedieť sa o vesmíre?
„Myslím si, že skutočne vzrušujúce veci budú veci, o ktorých sme zatiaľ neuvažovali.“ -DR. Robert Kirshner
GMT nám pomôže vysporiadať sa s mnohými záhadami vo vesmíre, ako vysvetľuje v tomto videu Dr. Robert Kirshner z Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku.
Vedecké ciele GMT sú dobre rozložené a v skutočnosti neexistujú žiadne prekvapenia. Cieľom GMT je zlepšiť naše chápanie niektorých základných aspektov nášho vesmíru:
- Tvorba hviezd, planét a diskov
- Extrasolárne planétové systémy
- Hviezdne populácie a chemický vývoj
- Zhromaždenie a vývoj galaxií
- Základná fyzika
- Prvé svetlo a reionizácia
GMT bude zhromažďovať viac svetla ako akýkoľvek iný ďalekohľad, ktorý máme, a preto je jeho vývoj tak pozorne sledovaný. Bude to prvý ‘rozsah, ktorý bude priamo zobrazovať extrasolárne planéty, čo bude nesmierne vzrušujúce. S GMT by sme mohli vidieť farbu planét a možno aj poveternostných systémov.
Sme zvyknutí vidieť obrázky búrkových pásiem Jupitera a fenomény počasia na iných planétach v našej slnečnej sústave, ale byť schopní vidieť niečo také na extrasolárnych planétach, bude ohromujúce. To je niečo, o čom bude aj náhodný človek zaujímajúci sa o vesmír okamžite fascinovaný. Je to ako ožiť sci-fi.
Samozrejme, stále sme ďaleko od toho, čo sa deje. S prvým svetlom, ktoré sa neočakáva až na začiatku roku 2020, musíme byť veľmi trpezliví.
