Kā sacīja Karls Sagans, “izpratne ir ekstazī”. Bet, lai izprastu Visumu, mums ir nepieciešami labāki un labāki veidi, kā to novērot. Un tas nozīmē vienu lietu: lieli, milzīgi, milzīgi teleskopi.
Šajā sērijā mēs apskatīsim sešus būvētos super teleskopus:
- Milzu Magelāna teleskops
- Pārlieku lielais teleskops
- 30 metru teleskops
- Eiropas īpaši lielais teleskops
- Liels sinoptisko pētījumu teleskops
- Džeimsa Veba kosmiskais teleskops
- Plaša lauka infrasarkano staru teleskops
Trīsdesmit metru teleskopu (TMT) būvē starptautiska valstu un institūciju grupa, tāpat kā daudz super teleskopu. Patiesībā viņi lepojas, norādot, ka starptautiskais konsorcijs, kas atrodas aiz TMT, pārstāv gandrīz pusi no pasaules iedzīvotājiem; Ķīna, Indija, ASV, Japāna un Kanāda. Projektam ir nepieciešams, lai daudzi partneri segtu izmaksas; tiek lēsts, ka USD 1,5 miljardi.
Jebkura pasaules superteleskopa sirds ir galvenais spogulis, un TMT neatšķiras. TMT galvenais spogulis acīmredzami ir 30 metru diametrā. Tas ir segmentēts dizains, kas sastāv no 492 mazākiem spoguļiem, katrs no tiem ir 1,4 metru sešstūris.
TMT gaismas savākšanas spēja būs 10 reizes lielāka nekā Keka teleskopam un vairāk nekā 144 reizes lielāka nekā Habla kosmiskajam teleskopam.
Bet TMT ir kas vairāk nekā tikai milzīgs “viegls spainis”. Tas izceļas arī ar citām iespējām, kas nosaka super teleskopa efektivitāti. Viens no tiem ir tā sauktā difrakcijas ierobežotā telpiskā izšķirtspēja (DLSR).
Kad teleskops ir vērsts uz attāliem objektiem, kas parādās tuvu viens otram, gaisma no abiem var izkliedēt pietiekami, lai abi objekti parādītos kā viens. Ar difrakciju ierobežota telpiskā izšķirtspēja nozīmē, ka tad, kad “vēriens vēro zvaigzni vai citu objektu, nevienu no šī objekta gaismu neizkliedē defekti teleskopā. TMT vieglāk atšķirs objektus, kas atrodas tuvu viens otram. Runājot par DLSR, TMT pārsniegs Keck par koeficientu 3 un dažos viļņu garumos pārsniegs Habla koeficientu 10.
Liela, segmentēta spoguļa, piemēram, TMT, funkcija ir aktīvā optika. Kontrolējot katra segmenta formu un novietojumu, aktīvā optika ļauj primārajam spogulim kompensēt vēja, temperatūras vai teleskopa mehāniskās slodzes izmaiņas. Bez aktīvās optikas un tās māsas tehnoloģijas adaptīvās optikas, kas kompensē atmosfēras traucējumus, jebkurš teleskops, kas lielāks par aptuveni 8 metriem, nedarbotos pareizi.
TMT darbosies gandrīz ultravioletā, redzamā un gandrīz infrasarkanā viļņa garumā. Tas būs mazāks nekā Eiropas īpaši lielais teleskops (E-ELT), kuram būs 39 metru primārais spogulis. E-ELT darbosies optiskā un infrasarkanā viļņa garumā.
Pasaules super teleskopi ir behemoti. Ne tikai to spoguļu lielumā, bet arī masā. TMT kustīgā masa būs aptuveni 1420 tonnas. Ātra TMT pārvietošana ir daļa no TMT dizaina, jo tai ātri jāreaģē, kad tiek pamanīts kaut kas līdzīgs supernovai. Sīkākais zinātniskais gadījums liek TMT 5-10 minūšu laikā iegūt jaunu mērķi.
Tam nepieciešama sarežģīta datorsistēma, lai koordinētu zinātniskos instrumentus, spoguļus, aktīvo optiku un adaptīvo optiku. Tas bija viens no sākotnējiem TMT projekta izaicinājumiem. Tas ļaus TMT reaģēt uz īslaicīgām parādībām, piemēram, supernovām, kad tās pamana citi teleskopi, piemēram, Lielais sinoptisko pētījumu teleskops.
TMT izpētīs lielāko daļu svarīgo jautājumu astronomijā un kosmoloģijā šodien. Šeit ir pārskats par galvenajām tēmām, kuras TMT risinās:
- Tumšās lietas būtība
- Tādu ekstrēmo objektu fizika kā neitronu zvaigznes
- Agrīnās galaktikas un kosmiskā reionizācija
- Galaktikas veidošanās
- Īpaši masīvi melni caurumi
- Piena ceļa un tuvējo galaktiku izpēte
- Zvaigžņu un planētu dzimšana un agrīnā dzīve
- Laika domēna zinātne: supernovu un gamma staru uzliesmojumi
- Eksoplanētas
- Mūsu Saules sistēma
Tas, protams, ir visaptverošs tēmu saraksts. Tas atstāj ļoti maz, un ir TMT spēka un efektivitātes apliecinājums.
Par TMT neapstrādāto spēku netiek apšaubīts. Pēc darbības uzsākšanas tas uzlabos mūsu izpratni par Visumu vairākās frontēs. Bet TMT faktiskā atrašanās vieta joprojām var būt apšaubāma.
Sākotnējā TMT atrašanās vieta bija Mauna Kea, 4200 metru augstākā līmeņa sanāksme Havaju salās. Mauna Kea ir lieliska vieta, un tajā atrodas vairāki teleskopi, jo īpaši Keka observatorija, Dvīņu teleskops, Subaru teleskops, Kanādas, Francijas un Havaju teleskops un Džeimsa ierēdņa Maksvela teleskops. Mauna Kea ir arī ļoti garā bāzes līnijas masīva rietumu antenas vieta.
Strīds starp dažiem Havajiešu iedzīvotājiem un TMT ir labi dokumentēts citur, taču galvenā sūdzība par TMT ir tāda, ka Mauna Kea virsotne ir svēta zeme, un viņi vēlētos, lai TMT tiktu būvēts citur.
Organizācijas, kas atbalsta TMT, joprojām vēlētos, lai to izveidotu Mauna Kea, un strīdā norisinās juridisks process. Šī procesa laikā viņi identificēja vairākas iespējamās teleskopa alternatīvās vietas, tostarp La Palma Kanāriju salās. Žurnāls “Space Magazine” sazinājās ar TMT observatorijas zinātnieku Christophe Dumas, PhD., Par iespējamo TMT pārvietošanu uz citu vietni.
Dr Dumas mums teica, ka “Mauna Kea joprojām ir vēlamā TMT atrašanās vieta tā lielisko novērošanas apstākļu un sinerģijas dēļ ar citām TMT partneru iespējām, kas jau atrodas kalnā. Tā ļoti augstais gandrīz 14 000 pēdu augstums padara to par galveno astronomisko vietu ziemeļu puslodē. Debesis virs Mauna Kea ir ļoti stabilas, kas ļauj iegūt ļoti asus attēlus. Tam ir arī lieliska caurspīdība, zems gaismas piesārņojums un stabila auksta temperatūra, kas uzlabo jutību pret infrasarkano staru novērojumiem. ”
Vēlamajā sekundārajā vietā La Palmā atrodas vairāk nekā 10 citi teleskopi, bet vai pārvietošana uz Kanāriju salām ietekmētu TMT veikto zinātni? Dr Dumas saka, ka arī Kanāriju salu teritorija ir lieliska, un tai ir līdzīgas atmosfēras īpašības kā Mauna Kea, ieskaitot stabilitāti, caurspīdīgumu, tumsu un skaidru nakšu daļu.
Kā skaidro doktors Dumas, “La Palma atrodas zemākā pacēluma vietā un vidēji ir siltāka nekā Mauna Kea. Šie divi faktori samazinās TMT jutīgumu dažos viļņu garumos spektra infrasarkanajā apgabalā. ”
Dr Dumas pastāstīja Space Magazine, ka šo infrasarkanā starojuma jutības samazinājumu var nedaudz pārvarēt, plānojot dažādus novērošanas uzdevumus. "Šo īpašo problēmu var daļēji mazināt, ieviešot adaptīvu TMT novērojumu plānošanu, lai vispieprasītākās infrasarkanās programmas tiktu izpildītas ar vislabākajiem atmosfēras apstākļiem virs La Palmas."
3. martā 44 dienu laikā TMT notika tiesas sēdes. Tajā laikā 71 cilvēks liecināja par un pret TMT, kas tiek būvēts uz Mauna Kea. Tie, kas iebilst pret teleskopu, saka, ka šī vieta ir svēta zeme un tai vairs nevajadzētu būt teleskopa uzbūvei. TMT pārstāvji atbalstīja zinātni, ko TMT sniegs visiem, un izglītības iespējas, ko tas sniegs havajiešiem.
Lai arī būvniecība ir aizkavējusies un cilvēki ir vērsušies tiesā, lai apturētu projektu, šķiet, ka TMT noteikti tiks uzbūvēts kaut kur. Finansējums ir izveidots, dizains ir pabeigts un notiek komponentu izgatavošana. Kavēšanās nozīmē, ka TMT pirmā gaisma joprojām nav skaidra, bet, kad mēs tur nokļūsim, TMT būs vēl viens spēles mainītājs, tāpat kā citi pasaules super teleskopi.
