Attēla kredīts: Dvīņi
Investoriem, kas meklē nākamo pārliecinošo lietu, sudraba pārklājums uz Gemini South 8 metru teleskopa spoguļa varētu šķist iekšējās informācijas slepenais padoms, lai ieguldītu šajā vērtīgajā metālā ar milzīgu peļņu. Tomēr izrādās, ka šim milzīgajam spogulim bija vajadzīgas mazāk nekā divas unces (50 grami) sudraba, kas nav gandrīz pietiekami, lai reģistrētos dārgmetālu tirgos. Gemini spīdīgo investīciju patiesā atdeve ir tā, kā tā, pētot kosmosā siltus objektus, nodrošina nebijušu jutību no zemes.
Jaunais pārklājums - pirmais šāda veida pārklājums, kas jebkad ir izlīdzinājis ļoti liela astronomiskā spoguļa virsmu - ir viens no pēdējiem soļiem, lai padarītu Gemini par visspēcīgāko infrasarkano staru teleskopu uz mūsu planētas. "Nav šaubu, ka ar šo pārklājumu Gemini South teleskops spēs izpētīt zvaigžņu un planētu veidošanās reģionus, melnos caurumus galaktiku centros un citus objektus, kas līdz šim ir izvairījušies no citiem teleskopiem," sacīja Čārlijs Telesko no Floridas Universitāte, kas specializējas zvaigžņu un planētu veidošanās reģionu izpētē vidējā infrasarkanā savienojumā.
Lai pārklātu Gemini spoguli ar sudrabu, tiek izmantots process, kas izstrādāts vairāku gadu testēšanas un eksperimentu laikā, lai iegūtu pārklājumu, kas atbilst stingrām astronomisko pētījumu prasībām. Dvīņu galvenais optiskais inženieris Maksims Bočs, kurš pārraudzīja spoguļu pārklājuma attīstību, sacīja: "Es domāju, jūs varētu teikt, ka pēc vairāku gadu smaga darba, lai noteiktu un noskaņotu labāko pārklājumu, mēs esam atraduši savu sudraba oderi!"
Lielākā daļa astronomisko spoguļu ir pārklāti ar alumīniju, izmantojot iztvaikošanas procesu, un tie ir jāpārkrāso ik pēc 12-18 mēnešiem. Tā kā dvīņu Gemini spoguļi ir optimizēti objektu apskatīšanai gan optiskā, gan infrasarkanā viļņa garumā, tika noteikts cits pārklājums. Dvīņu sudraba pārklājuma procesa plānošana un ieviešana sākās ar divu 9 metrus platu pārklājuma kameru projektēšanu, kas atradās observatorijas telpās Čīlē un Havaju salās. Katrā pārklāšanas rūpnīcā (kuru sākotnēji uzcēla Karaliskā Griničas observatorija Apvienotajā Karalistē) ir ierīces, ko sauc par magnetroniem, lai spoguļa pārklājumu “izsmidzinātu”. Izsmidzināšanas process ir nepieciešams, ja uz Gemini spoguļiem tiek uzklāti daudzslāņu pārklājumi, lai precīzi kontrolētu spoguļa virsmā uzklāto dažādo materiālu biezumu. Līdzīgu pārklāšanas procesu parasti izmanto arhitektūras stiklam, lai samazinātu gaisa kondicionēšanas izmaksas un iegūtu ēku stiklam estētisku atstarojumu un krāsu, taču šī ir pirmā reize, kad tas tiek piemērots lielam astronomiskajam teleskopa spogulim.
Pārklājums ir izveidots četru atsevišķu slāņu kaudzē, lai pārliecinātos, ka sudrabs pielīp pie spoguļa stikla pamatnes un ir pasargāts no vides elementiem un ķīmiskām reakcijām. Kā zina ikviens sudraba trauks, sudraba aptraipīšana samazina gaismas atstarošanos. Neaizsargāta pārklājuma noārdīšanās uz teleskopa spoguļa būtiski ietekmēs tā darbību. Pārbaudes, kas veikti Gemini ar desmitiem mazu spoguļu paraugu pēdējo gadu laikā, liecina, ka sudrabotajam pārklājumam, kas uzklāts uz Dvīņu spogulī, vajadzētu būt ļoti atstarojošam un vismaz gadu izmantojamam starp pārklājumiem.
Papildus lielajam primārajam spogulim arī teleskopa 1 metru sekundārais spogulis un trešais spogulis, kas novirza gaismu zinātniskos instrumentos, tika pārklāti, izmantojot tos pašus aizsargātos sudraba pārklājumus. Šo trīs spoguļu pārklājumu kombinācija, kā arī citi dizaina apsvērumi ir atbildīgi par Gemini jutības pret termisko infrasarkano starojumu dramatisko palielināšanos.
Galvenais teleskopa veiktspējas rādītājs infrasarkanajā spektrā ir tā izstarošanās spēja (cik daudz siltuma tas faktiski izstaro salīdzinājumā ar kopējo daudzumu, ko tas teorētiski var izstarot) spektra termiskajā vai vidējā infrasarkanajā daļā. Šīs emisijas rada fona troksni, pret kuru jāmēra astronomiskie avoti. Dvīņiem ir zemākā kopējā jebkura zemes astronomiskā teleskopa kopējā siltuma emisija ar vērtībām zem 4% pirms sudraba pārklājuma iegūšanas. Izmantojot šo jauno pārklājumu, Gemini South emisijas spēja samazināsies līdz aptuveni 2%. Dažos viļņu garumos tam ir tāda pati ietekme uz jutīgumu kā Gemini teleskopa diametra palielināšanai no 8 līdz vairāk nekā 11 metriem! Rezultātā ievērojami palielinās Gemini infrasarkano staru datu kvalitāte un daudzums, kas ļauj noteikt objektus, kuri pretējā gadījumā tiktu zaudēti troksnī, ko rada siltums, kas izstaro no teleskopa. Starp citiem uz zemes bāzētiem teleskopiem ir raksturīgi, ka emisijas vērtības pārsniedz 10%.
Pārklāšanas procedūra tika veiksmīgi veikta 31. maijā, un tikko pārklātais Gemini South spogulis ir atkārtoti uzstādīts un kalibrēts teleskopā. Inženieri pašlaik testē sistēmas, pirms teleskops tiek pilnībā atjaunots. Gemini ziemeļu spogulī uz Mauna Kea līdz šī gada beigām tiks veikts tāds pats pārklāšanas process.
Kāpēc sudrabs?
Iemesls, kādēļ astronomi vēlas izmantot sudrabu kā teleskopa spoguļa virsmu, ir tā spēja efektīvāk atspoguļot dažus infrasarkanā starojuma veidus nekā alumīnijs. Tomēr sudrabu padara tik pievilcīgu ne tikai infrasarkanās gaismas daudzums, kas atspoguļojas, bet arī no spoguļa faktiski izstarotā starojuma daudzums (tā siltumizolācija). Tas ir nozīmīgs jautājums, novērojot spektra vidējo infrasarkano (termisko) reģionu, kas būtībā ir siltuma no kosmosa izpēte. ? Galvenā sudraba priekšrocība ir tā, ka tas samazina teleskopa kopējo siltuma emisiju. Tas, savukārt, palielina vidēja infrasarkanā starojuma instrumentu jutīgumu uz teleskopa un ļauj mums ievērojami labāk redzēt siltus objektus, piemēram, zvaigžņu un planētu bērnistabas ,? sacīja Skots Fišers - vidēja infrasarkanā starojuma asistents Gemini.
Tomēr priekšrocība ir cena. Lai izmantotu sudrabu, pārklājums jāpieliek vairākos slāņos, katrs ar ļoti precīzu un vienmērīgu biezumu. Lai to izdarītu, pārklājuma uzklāšanai tiek izmantotas ierīces, ko sauc par magnetroniem. Viņi strādā, apņemot ārkārtīgi tīru metāla plāksni (sauktu par mērķi) ar plazmas gāzes (argona vai slāpekļa) mākoni, kas izsit atomus no mērķa un vienmērīgi nogulsnē uz spoguļa (kurš lēnām griežas zem magnetrona). Katrs slānis ir ārkārtīgi plāns; ar sudraba kārtu tikai apmēram 0,1 mikronu biezumā vai apmēram 1/200 no cilvēka matu biezuma. Kopējais sudraba daudzums, kas nogulsnējies uz spoguļa, ir aptuveni vienāds ar 50 gramiem.
Studē siltumu, kas nāk no kosmosa
Daži visintriģējošākie objekti Visumā izstaro starojumu spektra infrasarkanajā daļā. Bieži aprakstīts kā “karstuma starojums” infrasarkanā gaisma ir sarkanāka nekā sarkanā gaisma, ko mēs redzam savām acīm. Avotus, kas izstaro šajos viļņu garumos, meklē astronomi, jo lielākā daļa viņu infrasarkanā starojuma var iziet cauri mākoņiem, kas aizsedz gāzes putekļus, un atklāt noslēpumus, kas citādi ir noklāti no skata. Infrasarkanā viļņa garuma režīms ir sadalīts trīs galvenajos reģionos: tuvās, vidējās un tālās infrasarkanās. Tuvs infrasarkanais starojums ir tikai nedaudz lielāks par to, ko redz cilvēka acs (sarkanāks nekā sarkans), vidējā infrasarkanā (ko bieži sauc par termisko infrasarkano) attēlo garākus gaismas viļņu garumus, kas parasti ir saistīti ar siltuma avotiem kosmosā, un tālu infrasarkanais apzīmē vēsākus reģionus.
Dvīņu sudraba pārklājums ļaus visnozīmīgākos uzlabojumus spektra termiskajā infrasarkanajā daļā. Pētījumi šajā viļņu garuma diapazonā ietver zvaigžņu un planētu veidošanās reģionus ar intensīvu pētījumu, kura mērķis ir saprast, kā mūsu pašu Saules sistēma izveidojās pirms apmēram pieciem miljardiem gadu.
Oriģinālais avots: Gemini News Release
