Kuten Carl Sagan sanoi, "ymmärtäminen on ekstaasia." Mutta ymmärtääksemme maailmankaikkeuden, tarvitsemme parempia tapoja tarkkailla sitä. Ja se tarkoittaa yhtä asiaa: suuret, valtavat, valtavat kaukoputket.
Tässä sarjassa tarkastellaan kuutta rakennettavaa superteleskooppia:
- Giant Magellanin kaukoputki
- Ylivoimaisesti suuri kaukoputki
- 30 metrin kaukoputki
- Eurooppalainen erittäin suuri kaukoputki
- Suuri Synoptic Survey-teleskooppi
- James Webbin avaruuskaukoputki
- Laajakenttäinen infrapunakaukoputki
Kolmekymmentä metriä kaukoputkea (TMT) rakentaa kansainvälinen ryhmä maita ja instituutioita, kuten monet superteleskoopit ovat. Itse asiassa he ovat ylpeitä huomatessaan, että TMT: n takana oleva kansainvälinen konsortio edustaa melkein puolet maailman väestöstä; Kiina, Intia, Yhdysvallat, Japani ja Kanada. Projekti tarvitsee monien kumppaneiden vastaamaan kustannuksista. arviolta 1,5 miljardia dollaria.
Minkä tahansa maailman superteleskoopin sydän on ensisijainen peili, ja TMT ei eroa toisistaan. TMT: n ensisijainen peili on selvästi halkaisijaltaan 30 metriä. Se on segmentoitu malli, joka koostuu 492 pienemmästä peilistä, joista jokaisessa on 1,4 metriä kuusikulmio.
TMT: n valonkestävyys on kymmenenkertainen Keck-teleskooppiin ja yli 144-kertainen Hubble-avaruusteleskooppiin.
Mutta TMT on enemmän kuin vain valtava ”kevyt ämpäri”. Se on erinomainen myös muilla ominaisuuksilla, jotka määrittelevät superteleskoopin tehokkuuden. Yksi niistä on niin kutsuttu diffraktiorajoitettu spatiaalinen resoluutio (DLSR).
Kun kaukoputki on osoitettu kaukana oleviin kohteisiin, jotka ilmestyvät läheltä toisiaan, molempien valo voi hajottaa niin paljon, että kaksi esinettä näyttävät yhtenä. Hajarajoitettu, rajoitettu spatiaalinen resoluutio tarkoittaa, että kun ”laajuus tarkkailee tähtiä tai muuta kohdetta, mikään tämän esineen valosta ei hajaantu teleskoopin virheiden avulla. TMT erottaa helpommin esineet, jotka ovat lähellä toisiaan. DLSR: n suhteen TMT ylittää Keckin kertoimella 3 ja ylittää Hubblen kertoimella 10 joillakin aallonpituuksilla.
Ratkaiseva TMT: n kaltaisten suurten, segmentoitujen peilien toiminnassa on aktiivinen optiikka. Hallitsemalla kunkin segmentin muotoa ja sijaintia aktiivinen optiikka antaa ensisijaisen peilin kompensoida teleskoopin tuulen, lämpötilan tai mekaanisen rasituksen muutokset. Ilman aktiivista optiikkaa ja sen sisarteknologian mukautuvaa optiikkaa, joka kompensoi ilmakehän häiriöitä, kaikki noin 8 metriä suuret kaukoputket eivät toimisi kunnolla.
TMT toimii lähellä ultravioletti-, näkyvää ja lähellä-infrapuna-aallonpituutta. Se on pienempi kuin eurooppalainen erittäin suuri teleskooppi (E-ELT), jossa on 39 metrin pääpeili. E-ELT toimii optisella ja infrapuna-aallonpituudella.
Maailman superteleskoopit ovat behemotteja. Ei vain heidän peiliensä koosta, vaan myös massastaan. TMT: n liikkuva massa on noin 1 420 tonnia. TMT: n nopea siirtäminen on osa TMT: n suunnittelua, koska sen on reagoitava nopeasti, kun jotain supernovaa huomaa. Yksityiskohtainen tieteellinen tapaus vaatii TMT: tä hankkimaan uuden kohteen 5-10 minuutissa.
Tämä vaatii monimutkaista tietokonejärjestelmää tiedeinstrumenttien, peilien, aktiivisen optiikan ja adaptiivisen optiikan koordinoimiseksi. Tämä oli yksi TMT-hankkeen ensimmäisistä haasteista. Sen avulla TMT voi reagoida lyhytaikaisiin ilmiöihin, kuten supernoovat, kun ne havaitaan muilla kaukoputkilla, kuten suurella synoptisella kyselyllä.
TMT tutkii suurimpia tähtitieteen ja kosmologian tärkeitä kysymyksiä tänään. Tässä on yleiskatsaus tärkeimpiin aiheisiin, joita TMT käsittelee:
- Tumman aineen luonne
- Äärimmäisten esineiden fysiikka, kuten neutronitähdet
- Varhaiset galaksit ja kosminen uudelleenjärjestely
- Galaksien muodostuminen
- Erittäin massiiviset mustat reiät
- Linnunradan ja lähistöllä sijaitsevien galaksien tutkiminen
- Tähtien ja planeettojen syntymä ja varhaiset elämät
- Aika-alueen tiede: supernoovat ja gammasäteiden purskeet
- Exo-planeetat
- Aurinkokuntamme
Tämä on varma, kattava luettelo aiheista. Se jättää hyvin vähän, ja on osoitus TMT: n voimasta ja tehokkuudesta.
TMT: n raakateho ei ole kyseenalainen. Käynnistyksen jälkeen se edistää ymmärrystämme maailmankaikkeudesta useilla rintamilla. Mutta TMT: n todellinen sijainti voi silti olla kyseenalainen.
TMT: n alkuperäinen sijainti oli Mauna Kea, 4 200 metrin huippukokous Havaijilla. Mauna Kea on erinomainen sijainti, ja se on koti useille kaukoputkille, etenkin Keckin observatorioon, Gemini-teleskooppiin, Subarun teleskooppiin, Kanada-Ranska-Havaiji-teleskooppiin ja James Clerk Maxwellin teleskooppiin. Mauna Kea on myös erittäin pitkän perusvirtajoukon länsisin antenni.
Eräiden havaijilaisten ja TMT: n välinen riita on dokumentoitu muualla, mutta TMT: n perusvalitus on, että Mauna Kean yläosa on pyhä maa ja he haluaisivat, että TMT rakennetaan muualle.
TMT: n takana olevat organisaatiot haluaisivat sen edelleen rakentavan Mauna Keaseen, ja riidan ympärillä on käynnissä oikeudellinen prosessi. Prosessin aikana he tunnistivat useita mahdollisia vaihtoehtoisia kohteita teleskoopille, mukaan lukien La Palma Kanariansaarilla. Space Magazine otti yhteyttä TMT: n observatorion tutkijaan Christophe Dumasiin, tohtoriksi, TMT: n mahdollisesta siirtämisestä toiseen sivustoon.
Tohtori Dumas kertoi meille, että ”Mauna Kea on edelleen TMT: n ensisijainen sijainti erinomaisten tarkkailuolosuhteiden vuoksi ja synergian vuoksi vuorella jo olevien TMT-kumppanien kanssa. Sen erittäin korkea, lähes 14 000 metrin korkeus tekee siitä tärkeimmän tähtitieteellisen paikan pohjoisella pallonpuoliskolla. Taivas Mauna Kean yläpuolella on erittäin vakaa, mikä mahdollistaa erittäin terävien kuvien saamisen. Siinä on myös erinomainen läpinäkyvyys, heikko valosaaste ja vakaa kylmä lämpötila, mikä parantaa herkkyyttä havainnoille infrapunassa. "
Suositellussa toissijaisessa paikassa La Palmassa asuu yli 10 muuta kaukoputkea, mutta vaikuttaisiko siirtäminen Kanariansaarille TMT: n tekemiin tieteisiin? Dr. Dumas sanoo, että myös Kanariansaarten alue on erinomainen, ja sillä on samanlaiset ilmakehän ominaisuudet kuin Mauna Kealla, mukaan lukien vakaus, läpinäkyvyys, pimeys ja selkeiden öiden osuus.
Kuten tohtori Dumas selittää, ”La Palma on alemmalla korkeudella ja keskimäärin lämpimämpi kuin Mauna Kea. Nämä kaksi tekijää vähentävät TMT-herkkyyttä joillakin aallonpituuksilla spektrin infrapuna-alueella. "
Dr. Dumas kertoi Space Magazine -lehdelle, että tämä heikentynyt infrapunaherkkyys voidaan välttää jonkin verran ajoittamalla erilaisia tarkkailutehtäviä. "Tätä erityiskysymystä voidaan osittain lieventää toteuttamalla mukautuva TMT-havaintojen ajoittaminen, jotta vastaamaan vaativimpien infrapunaohjelmien suorittamista parhaissa ilmasto-olosuhteissa La Palman yläpuolella."
Maaliskuun 3. päivänä 44 päivää oikeudenkäyntiä TMT: hen käärittiin. Tuona aikana 71 ihmistä todisti Mauna Kealle rakennettavan TMT: n puolesta ja vastaan. Teleskooppia vastustavat sanovat, että paikka on pyhä maa ja että sen ei pitäisi olla enää kaukoputken rakennus. TMT: n edustajat puhuivat tieteen, jota TMT toimittaa kaikille, puolesta ja koulutusmahdollisuuksia, joita se tarjoaa havaijilaisille.
Vaikka rakentaminen on viivästynyt ja ihmiset ovat menneet oikeuteen hankkeen pysäyttämiseksi, näyttää siltä, että TMT rakennetaan ehdottomasti - jonnekin. Rahoitus on paikallaan, suunnittelu on viimeistelty ja komponenttien valmistus on käynnissä. Viiveet tarkoittavat, että TMT: n ensimmäinen valo on edelleen epävarma, mutta kun saavutamme sinne, TMT on toinen pelinvaihtaja, aivan kuten maailman muutkin superteleskoopit.
