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 stavbu šiestich superteleskopov:
- 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
Tridsať metrov teleskop (TMT) buduje medzinárodná skupina krajín a inštitúcií, ako je to v prípade mnohých superteleskopov. V skutočnosti sú hrdí na to, že medzinárodné konzorcium za TMT predstavuje takmer polovicu svetovej populácie; Čína, India, USA, Japonsko a Kanada. Projekt potrebuje, aby mnoho partnerov absorbovalo náklady; odhadom 1,5 miliardy dolárov.
Srdcom ktoréhokoľvek zo svetových super ďalekohľadov je primárne zrkadlo a TMT sa nelíši. Primárne zrkadlo pre TMT má samozrejme priemer 30 metrov. Jedná sa o segmentový dizajn pozostávajúci zo 492 menších zrkadiel, z ktorých každé je 1,4 metra šesťuholník.
Schopnosť TMT zhromažďovať svetlo bude 10-krát vyššia ako schopnosť Keckovho ďalekohľadu a viac ako 144-krát väčšia ako kapacita Hubbleovho vesmírneho teleskopu.
TMT je však viac ako len obrovský „ľahký vedierko“. Vyniká aj ďalšími schopnosťami, ktoré určujú účinnosť super ďalekohľadu. Jedným z nich je tzv. Priestorové rozlíšenie obmedzené na difrakciu (DLSR).
Keď je ďalekohľad namierený na vzdialené objekty, ktoré sa objavujú blízko seba, svetlo z oboch sa môže rozptýliť natoľko, aby sa tieto dva objekty javili ako jeden. Difrakčne obmedzené priestorové rozlíšenie znamená, že keď ‘rozsah pozoruje hviezdu alebo iný predmet, žiadne svetlo z tohto objektu nie je rozptýlené defektmi v teleskopu. TMT ľahšie rozlíši objekty, ktoré sú blízko seba. Pokiaľ ide o DLSR, TMT prekročí Keck faktorom 3 a pri niektorých vlnových dĺžkach prekročí Hubble faktor 10.
Pre funkciu veľkých segmentových zrkadiel, ako je TMT, je rozhodujúca aktívna optika. Ovládaním tvaru a polohy každého segmentu umožňuje aktívna optika primárnemu zrkadlu kompenzovať zmeny vo vetre, teplote alebo mechanickom namáhaní ďalekohľadu. Bez aktívnej optiky a jej sesterskej technológie adaptívnej optiky, ktorá kompenzuje atmosférické rušenie, by žiadny ďalekohľad väčší ako asi 8 metrov nefungoval správne.
TMT bude pracovať na vlnových dĺžkach takmer ultrafialového, viditeľného a infračerveného svetla. Bude menší ako európsky extrémne veľký ďalekohľad (E-ELT), ktorý bude mať 39 metrov primárne zrkadlo. E-ELT bude pracovať v optických a infračervených vlnových dĺžkach.
Svetové super ďalekohľady sú monštrá. Nielen veľkosť ich zrkadiel, ale ich hmotnosť. Pohyblivá hmotnosť TMT bude asi 1 420 ton. Rýchly pohyb TMT je súčasťou návrhu TMT, pretože musí rýchlo reagovať, keď sa objaví niečo ako supernova. Podrobný vedecký prípad vyžaduje, aby TMT získal nový cieľ do 5 až 10 minút.
Vyžaduje si to komplexný počítačový systém na koordináciu vedeckých nástrojov, zrkadiel, aktívnej optiky a adaptívnej optiky. To bola jedna z prvých výziev projektu TMT. Umožní TMT reagovať na prechodné javy, ako sú supernovy, keď ich uvidia iné teleskopy, ako je napríklad veľký synoptický prieskumný ďalekohľad.
TMT dnes preskúma väčšinu dôležitých otázok v astronómii a kozmológii. Tu je prehľad hlavných tém, ktorým sa bude TMT venovať:
- Povaha temnej hmoty
- Fyzika extrémnych objektov, ako sú neutrónové hviezdy
- Rané galaxie a kozmická reionizácia
- Formácia galaxie
- Super masívne čierne diery
- Preskúmanie Mliečnej dráhy a blízkych galaxií
- Narodenie a skoré životy hviezd a planét
- Time Domain Science: Supernovae a Gamma Ray Bursts
- Exo-planet
- Naša slnečná sústava
Určite je to komplexný zoznam tém. Zanecháva veľmi málo a svedčí o sile a účinnosti TMT.
Surová sila TMT nie je spochybnená. Len čo bude v prevádzke, posunie naše chápanie vesmíru na viacerých frontoch. Skutočné umiestnenie TMT však stále môže byť spochybnené.
Pôvodným miestom pre TMT bol Mauna Kea, 4200 metrový samit na Havaji. Mauna Kea je vynikajúcou polohou a je domovom niekoľkých ďalekohľadov, najmä observatória Keck, ďalekohľadu Gemini, ďalekohľadu Subaru, ďalekohľadu Kanada - Francúzsko - Havaj a ďalekohľadu James Clerk Maxwell. Mauna Kea je tiež miestom najzápadnejšej antény veľmi dlhej základnej línie.
Spor medzi niektorými havajskými obyvateľmi a TMT bol dobre zdokumentovaný niekde inde, ale základnou sťažnosťou na TMT je, že vrchol Mauna Kea je posvätná zem a chceli by, aby sa TMT vybudovala niekde inde.
Organizácie, ktoré stoja za TMT, by si stále želali, aby bol postavený v Mauna Kea a okolo sporu sa odohráva právny proces. Počas tohto procesu identifikovali niekoľko možných alternatívnych miest pre teleskop, vrátane La Palmy na Kanárskych ostrovoch. Space Magazine kontaktoval vedca z observatória TMT Christophe Dumasa, PhD., O možnom premiestnení TMT na iné miesto.
Dr. Dumas nám povedal, že „Mauna Kea zostáva preferovaným miestom pre TMT kvôli jeho vynikajúcim pozorovacím podmienkam a kvôli synergii s ďalšími partnerskými zariadeniami TMT, ktoré už sú na horách. Vďaka svojej vysokej nadmorskej výške takmer 14 000 stôp je najvýznamnejším astronomickým miestom na severnej pologuli. Obloha nad Mauna Kea je veľmi stabilná, čo umožňuje získať veľmi ostré obrázky. Má tiež vynikajúcu priehľadnosť, nízke znečistenie svetlom a stabilné nízke teploty, čo zvyšuje citlivosť na pozorovanie v infračervenom svetle. “
Preferované sekundárne miesto v La Palma je domovom pre viac ako 10 ďalších ďalekohľadov, ale premiestnenie na Kanárske ostrovy ovplyvní vedu, ktorú vykonáva TMT? Dr. Dumas hovorí, že lokalita Kanárske ostrovy je tiež vynikajúca, s podobnými atmosférickými charakteristikami ako Mauna Kea, vrátane stability, priehľadnosti, tmy a zlomku jasných nocí.
Ako vysvetľuje Dr. Dumas, „La Palma sa nachádza v nižšej nadmorskej výške a je v priemere teplejšia ako Mauna Kea. Tieto dva faktory znížia citlivosť TMT na niektorých vlnových dĺžkach v infračervenej oblasti spektra. “
Dumas povedal časopisu Space Magazine, že túto zníženú citlivosť v infračervenom svetle je možné trochu prekonať naplánovaním rôznych pozorovacích úloh. „Tento špecifický problém je možné čiastočne zmierniť implementáciou adaptívneho plánovania pozorovaní TMT, aby sa zosúladilo vykonávanie najnáročnejších infračervených programov s najlepšími atmosférickými podmienkami nad La Palma.“
3. marca sa skončilo 44 dní súdnych pojednávaní o TMT. V tom čase vypovedalo 71 ľudí proti stavbe TMT na Mauna Kea a proti nej. Tí proti ďalekohľadu hovoria, že miesto je posvätnou zemou a nemalo by na ňom mať žiadnu ďalšiu konštrukciu ďalekohľadu. Tí pre TMT hovorili v prospech vedy, ktorú TMT poskytne všetkým, a vzdelávacie príležitosti, ktoré poskytne Havajom.
Aj keď sa výstavba oneskorila a ľudia sa obrátili na súd, aby zastavili projekt, zdá sa, že TMT bude určite postavená niekde. Financovanie je hotové, návrh je dokončený a výroba komponentov prebieha. Oneskorenia znamenajú, že prvé svetlo TMT je stále neisté, ale akonáhle sa tam dostaneme, TMT bude ďalším meničom hry, rovnako ako ostatné super teleskopy sveta.
