Kaikkialla maailmassa rakennetaan joitain todella uraauurtavia kaukoputkia, jotka asettavat uuden tähtitieteen aikakauden. Kohteita ovat Mauna Kean vuori Havaijilla, Australiassa, Etelä-Afrikassa, Lounais-Kiinassa ja Atacama-aavikko - etäinen ylätasangolla Chilen Andilla. Tässä erittäin kuivassa ympäristössä rakennetaan useita ryhmiä, joiden avulla tähtitieteilijät näkevät kauempana kosmossa ja paremmalla resoluutiolla.
Yksi näistä on Euroopan eteläisen observatorion (ESO) Erittäin suuri kaukoputki (ELT), seuraavan sukupolven ryhmä, joka sisältää monimutkaisen ensiöpeilin, jonka halkaisija on 39 metriä (128 jalkaa). Tällä hetkellä rakentaminen on käynnissä Andien vuoren Cerro Armazonesin huipulla, missä rakennusryhmät ovat kiireisiä valaamalla perustan jokaisen rakennetun suurimman kaukoputken päälle.
ELT: n rakentaminen aloitettiin toukokuussa 2017, ja sen on tarkoitus olla valmis viimeistään vuonna 2024. Aiemmin ESO on ilmoittanut, että ELT: n rakentaminen maksaa noin miljardi euroa (1,12 miljardia dollaria) - vuoden 2012 hintoihin perustuen. Inflaatioon mukautettuna se on 1,23 miljardia dollaria vuonna 2018 ja noin 1,47 miljardia dollaria (olettaen, että inflaatio on 3%) vuoteen 2024 mennessä.
Tehokkaan tähtitieteen edellyttämien korkean korkeuden olosuhteiden lisäksi, joissa ilmakehän häiriöt ovat vähäisiä eikä valoa pilaantumista, ESO tarvitsi valtavan tasaisen tilan ELT: n perustaksi. Koska tällaista sijaintia ei ollut, ESO rakensi sen leikkaamalla Cerro Armazonesin vuoren huipulle Chilessä. Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, sivusto on nyt peitetty säätiöjoukolla.
Avain ELT: n kuvantamisominaisuuksiin on hunajakennoinen pääpeili, joka itsessään koostuu 798 kuusikulmaisesta peilistä, joista jokainen on halkaisijaltaan 1,4 (4,6 jalkaa) metriä. Tämä mosaiikkimainen rakenne on välttämätön, koska yhden ainoan 39 metrin peilin rakentaminen, joka pystyy tuottamaan laadukkaita kuvia, ei tällä hetkellä ole mahdollista.
Vertailun vuoksi ESO: n erittäin suuri teleskooppi (VLT) - tällä hetkellä maailman suurin ja edistyksellisin kaukoputki - perustuu neljään yksikköteleskooppiin, joissa on peilit, joiden halkaisija on 8,2 m (27 jalkaa), ja neljään liikuteltavaan lisäteleskooppiin, joiden peilit ovat 1,8. m (5,9 ft) halkaisijaltaan. Yhdistämällä näiden teleskooppien valoa (prosessi, jota kutsutaan interferometriaksi) VLT pystyy saavuttamaan 200 m: n (656 jalkaa) mittaisen peilin resoluution.
39-metrisellä ELT: llä on kuitenkin huomattavia etuja verrattuna VLT: hen, sillä se tarjoaa sata kertaa suuremman keräysalueen ja kyvyn kerätä sata kertaa enemmän valoa. Tämä antaa mahdollisuuden havaita paljon himmeämpiä kohteita. Lisäksi ELT: n aukko ei ole aukkojen alainen (kuten on interferometrialla), ja sen sieppaamia kuvia ei tarvitse käsitellä tiukasti.
ELT kerää noin 200 kertaa niin paljon valoa kuin Hubble-avaruuskaukoputki, joten se on optisen ja infrapunaspektrin tehokkain teleskooppi. Tehokkaiden peili- ja mukautuvien optisten järjestelmien avulla, jotka korjaavat ilmakehän turbulenssia, ELT: n odotetaan pystyvän suoraan kuvaamaan eksoplaneettoja etäisten planeettojen ympärillä, mikä on harvoin mahdollista olemassa olevien kaukoputkien kanssa.
Tämän takia ELT: n tieteellisiin tavoitteisiin sisältyy suoraan kuvanmuotoisten kallioisten eksoplaneettojen läpikäyminen lähempänä tähtiään, mikä antaa vihdoinkin tähtitieteilijöille mahdollisuuden kuvata "Maan kaltaisten" planeettojen ilmapiiriä. Tässä suhteessa ELT on pelinvaihtaja aurinkojärjestelmän ulkopuolella potentiaalisesti asuttavien maailmojen metsästyksessä.
Lisäksi ELT pystyy mittaamaan maailmankaikkeuden laajentumisen kiihtyvyyden suoraan, mikä antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden ratkaista useita kosmologisia mysteerejä - kuten pimeän energian rooli kosmisessa evoluutiossa. Taaksepäin työskentelevät, tähtitieteilijät voivat myös rakentaa kattavampia malleja siitä, kuinka maailmankaikkeus kehittyi ajan myötä.
Tätä vahvistaa se, että ELT pystyy suorittamaan alueellisesti erotetut spektroskooppitutkimukset sadoista massiivisista galakseista, jotka muodostuivat "pimeiden aikojen" lopussa - suunnilleen miljardin vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä. Näin toimiessaan ELT ottaa kuvia galaksien muodostumisen varhaisimmista vaiheista ja tarjoaa tietoa, joka on toistaiseksi ollut saatavana vain lähellä olevissa galakseissa.
Kaikki tämä paljastaa galaksien muodostumisen ja muuttumisen taustalla olevat fysikaaliset prosessit miljardien vuosien aikana. Se vie myös siirtymisen nykyisistä kosmologisista malleistamme (jotka ovat suurelta osin fenomenologisia ja teoreettisia) paljon fyysisemmälle ymmärrykselle siitä, miten maailmankaikkeus kehittyi ajan myötä.
Lähivuosina ELT: hen liittyy muita seuraavan sukupolven teleskooppeja, kuten 30 metrin kaukoputki (TMT), Jättiläinen Magellan-kaukoputki (GMT), Neliökilometrijono (SKA) ja Viidensadan metrin aukkoinen pallomainen teleskooppi (NOPEASTI). Samanaikaisesti avaruuspohjaiset teleskoopit kuten Exoplanet Survey-satelliitin kauttakulku (TESS) ja James Webbin avaruuskaukoputki (JWST) odotetaan tarjoavan lukemattomia löytöjä.
Tähtitieteen vallankumous on tulossa, ja pian!
