Kuvan luotto: Kaksoset
Sijoittajille, jotka etsivät seuraavaa varmaa asiaa, Gemini Southin 8-metrisen kaukoputken peilin hopeapäällyste saattaa tuntua sisäpiiriläisten salaiselta vihjeenä sijoittaa tähän arvokkaaseen metalliin valtavan voiton vuoksi. Kuitenkin osoittautuu, että tämä valtava peili vaati alle kaksi unssia (50 grammaa) hopeaa, ei läheskään tarpeeksi rekisteröintiä jalometallimarkkinoilla. Kaksosten kiiltävän sijoituksen todellinen tuotto on tapa, jolla se tarjoaa ennennäkemättömän herkkyyden maasta tutkiessaan lämpimiä esineitä avaruudessa.
Uusi pinnoite - ensimmäinen laatuaan, joka on linjannut erittäin suuren tähtitieteellisen peilin pinnan - on yksi viimeisistä vaiheista tehdä Geministä planeettamme tehokkaimmasta infrapunakaukoputkesta. "Ei ole epäilystäkään siitä, että tällä pinnoitteella Gemini South -kaukoputki pystyy tutkimaan tähti- ja planeettamuodostumisalueita, galaksien keskuksissa olevia mustia reikiä ja muita esineitä, jotka ovat toistaiseksi kiertäneet muita teleskooppeja", kertoi Charlie Telesco. Floridan yliopisto, joka on erikoistunut tähti- ja planeettamuodostumisalueiden tutkimiseen keski-infrapunassa.
Gemini-peilin peittämisellä hopealla hyödynnetään usean vuoden kokeiluissa ja kokeiluissa kehitettyä prosessia päällysteen tuottamiseksi, joka täyttää tähtitieteellisen tutkimuksen tiukat vaatimukset. Kaksosten johtava optinen insinööri Maxime Boccas, joka valvoi peilipinnoitteen kehitystä, sanoi: "Luuletko, että voisit sanoa, että usean vuoden kovan työn jälkeen parhaan pinnoitteen tunnistamiseksi ja virittämiseksi, olemme löytäneet hopeavuoremme!"
Useimmat tähtitieteelliset peilit on päällystetty alumiinilla haihdutusprosessin avulla, ja ne on pinnoitettava uudelleen 12-18 kuukauden välein. Koska kaksoset Gemini-peilit on optimoitu katsomaan esineitä sekä optisella että infrapuna-aallonpituudella, määriteltiin erilainen pinnoite. Gemini-hopeapäällystysprosessin suunnittelu ja toteutus alkoivat suunnitellessaan kaksi 9 metrin levyistä pinnoituskammioa, jotka sijaitsevat Chilen ja Havaijin observatorioiden tiloissa. Jokaisessa päällystyslaitoksessa (jonka alun perin rakensi Royal Greenwichin observatorio Isossa-Britanniassa) on magnetronina kutsuttuja laitteita pinnoitteen sputteroimiseksi peiliin. Ruiskutusprosessi on välttämätöntä, kun levitetään monikerroksisia pinnoitteita Gemini-peileihin peilin pinnalle kerrostettujen erilaisten materiaalien paksuuden tarkkaa hallintaa varten. Samanlaista päällystysprosessia käytetään yleisesti arkkitehtonisessa lasissa ilmastointikustannusten vähentämiseksi ja rakennusten lasin esteettisen heijastuksen ja värin tuottamiseksi, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun se on sovellettu suureen tähtitieteelliseen kaukoputkipeiliin.
Pinnoite on rakennettu neljän erillisen kerroksen nipuna sen varmistamiseksi, että hopea tarttuu peilin lasipohjaan ja on suojattu ympäristöelementeiltä ja kemiallisilta reaktioilta. Kuten kuka tahansa hopeaesineistä tietää, hopeahionta vähentää valon heijastusta. Suojaamattoman pinnoitteen hajoamisella teleskoopin peilillä olisi huomattava vaikutus sen suorituskykyyn. Geminissä viime vuosien aikana tehdyillä kymmenillä pienillä peilinäytteillä tehdyt testit osoittavat, että Gemini-peiliin levitetyn hopeoidun pinnoitteen tulisi pysyä erittäin heijastavana ja käyttökelpoisena vähintään vuoden ajan pinnoitusten välillä.
Suuren primääripeilin lisäksi teleskoopin yhden metrin toissijainen peili ja kolmas peili, joka ohjaa valoa tieteellisiin instrumentteihin, päällystettiin myös samoilla suojatuilla hopeapinnoitteilla. Näiden kolmen peilipinnoitteen yhdistelmä sekä muut suunnittelunäkökohdat ovat kaikki vastuussa siitä, että Gemini-herkkyys termiselle infrapunasäteilylle lisääntyy dramaattisesti.
Tärkein mitta teleskoopin suorituskyvystä infrapunassa on sen säteilykyky (kuinka paljon lämpöä se todella emittoi verrattuna kokonaismäärään, jonka se teoreettisesti voi emittoida) spektrin lämpö- tai keskiinfrapunaosassa. Nämä päästöt aiheuttavat taustamelua, jota vastaan tähtitieteelliset lähteet on mitattava. Kaksosilla on alhaisin kokonaislämpöeristys kaikissa maassa olevissa suurissa tähtitieteellisissä teleskoopeissa, joiden arvot ovat alle 4% ennen hopeapinnoitteen saamista. Tämän uuden päällysteen avulla Gemini Southin emissiokyky laskee noin 2%: iin. Joillakin aallonpituuksilla tällä on sama vaikutus herkkyyteen kuin Gemini-kaukoputken halkaisijan lisäämisellä 8: sta yli 11 metriin! Tuloksena on Gemini-infrapunadatan laadun ja määrän merkittävä paraneminen, mikä mahdollistaa kohteiden tunnistamisen, jotka muuten häviäisivät kaukoputkesta säteilevän lämmön aiheuttamassa melussa. Muiden maapallon kaukoputkien välillä on yleistä, että säteilynopeusarvot ovat yli 10%
Pinnoitusprosessi suoritettiin onnistuneesti 31. toukokuuta, ja vasta päällystetty Gemini South -peili on asennettu uudelleen ja kalibroitu kaukoputkeen. Insinöörit testaavat tällä hetkellä järjestelmiä ennen teleskoopin palaamista täyteen toimintaan. Mauna Kean Gemini North -peili käy läpi saman päällystysprosessin ennen tämän vuoden loppua.
Miksi hopea?
Syy siihen, että tähtitieteilijät haluavat käyttää hopeaa kaukoputken peilin pinnana, on sen kyky heijastaa eräitä infrapunasäteilytyyppejä tehokkaammin kuin alumiini. Kuitenkin, ei vain infrapunavalon määrä, joka heijastuu, vaan myös peilistä tosiasiallisesti emittoidun säteilyn määrä (sen lämmönläpäisevyys), joka tekee hopeasta niin houkuttelevan. Tämä on merkittävä kysymys tarkkaillessa spektrin keski-infrapuna (lämpö) aluetta, joka on pääasiassa avaruudesta tulevan lämmön tutkimusta. ? Hopean etuna on, että se vähentää kaukoputken kokonaislämpöä. Tämä puolestaan lisää teleskoopin keski-infrapunainstrumenttien herkkyyttä ja antaa meille mahdollisuuden nähdä lämpimiä esineitä, kuten tähti- ja planetaaritarhoja, huomattavasti paremmin ,? sanoi Scott Fisher keski-infrapuna-tähtitieteilijä Geminissä.
Etu on kuitenkin hinta. Hopean käyttämiseksi pinnoite on levitettävä useissa kerroksissa, jokaisella on oltava erittäin tarkka ja tasainen paksuus. Tätä varten pinnoitteen levittämiseen käytetään magnetroniksi kutsuttuja laitteita. Ne toimivat ympäröimällä erittäin puhdasta metallilevyä (nimeltään kohde) plasman kaasupilvillä (argonilla tai typellä), joka koputtaa atomit kohdasta ja tallettaa ne tasaisesti peiliin (joka pyörii hitaasti magnetronin alla). Jokainen kerros on erittäin ohut; hopeakerroksen ollessa vain noin 0,1 mikronia paksu tai noin 1/200 ihmisen hiuksen paksuus. Peiliin kerrostettu hopea kokonaismäärä on suunnilleen yhtä suuri kuin 50 grammaa.
Avaruudesta peräisin olevan lämmön opiskelu
Jotkut maailmankaikkeuden mielenkiintoisimmista esineistä lähettävät säteilyä spektrin infrapunaosasta. Infrapunavalo, jota usein sanotaan "lämmön säteilyksi", on punaisempi kuin punainen valo, jonka näemme silmillä. Tällaisilla aallonpituuksilla säteileviä lähteitä etsivät tähtitieteilijät, koska suurin osa heidän infrapunasäteilystään voi kulkea hämärtävän kaasupölyn pilvien läpi ja paljastaa salaisuudet, jotka muuten ovat näkyvissä. Infrapuna-aallonpituusjärjestelmä on jaettu kolmeen pääalueeseen, lähi-, keski- ja kauko-infrapuna-alueisiin. Lähi-infrapuna on juuri sitä mitä ihmisen silmä voi nähdä (punaisempi kuin punainen), keskitason infrapuna (jota usein kutsutaan termiseksi infrapunaksi) edustaa pidempiä valon aallonpituuksia, jotka yleensä liittyvät lämmönlähteisiin avaruudessa, ja kauko-infrapuna edustaa viileämpiä alueita.
Kaksosten hopeapinnoite mahdollistaa merkittävimmät parannukset spektrin termisessä infrapunaosassa. Tällä aallonpituusalueella tehdyt tutkimukset sisältävät tähti- ja planeettamuodostumisalueita, ja tehdään intensiivistä tutkimusta, jolla pyritään ymmärtämään, kuinka oma aurinkokuntamme muodostui noin viisi miljardia vuotta sitten.
Alkuperäinen lähde: Gemini-lehdistötiedote
