Obrazový kredit: Blíženci
Investorům, kteří hledají další jistou věc, se může stříbrný povlak na 8m dálkovém zrcátku Gemini Jih zdát jako tajný tip zasvěcených, aby investovali do tohoto cenného kovu za obrovský zisk. Ukazuje se však, že toto ohromné zrcadlo vyžadovalo méně než dvě unce (50 gramů) stříbra, což nebylo dost na to, aby se zaregistrovaly na trzích drahých kovů. Skutečná návratnost lesklé investice společnosti Gemini je způsob, jakým poskytuje bezprecedentní citlivost ze země při studiu teplých objektů v prostoru.
Nový povlak - první svého druhu, který kdy vyrovnal povrch velmi velkého astronomického zrcadla - je jedním z posledních kroků, díky nimž je Gemini nejmocnějším infračerveným dalekohledem na naší planetě. "Není pochyb o tom, že s tímto povlakem bude dalekohled Gemini Jih schopen prozkoumat oblasti tvorby hvězd a planet, černé díry ve středu galaxií a další objekty, které dosud unikaly jiným dalekohledům," řekl Charlie Telesco z University of Florida, která se specializuje na studium hvězdných a planetárních oblastí uprostřed infračerveného záření.
Pokrytí zrcadla Gemini stříbrem využívá proces vyvinutý během několika let testování a experimentování k vytvoření povlaku, který splňuje přísné požadavky astronomického výzkumu. Vedoucí optický inženýr společnosti Gemini, Maxime Boccas, který dohlížel na vývoj zrcadlového povlaku, řekl: „Myslím, že byste mohli říci, že po několika letech tvrdé práce na identifikaci a vyladění nejlepšího povlaku jsme našli naši stříbrnou podšívku!“
Většina astronomických zrcadel je potažena hliníkem za použití procesu odpařování a vyžaduje přelakování každých 12–18 měsíců. Protože dvojitá zrcadla Gemini jsou optimalizována pro prohlížení objektů v optických i infračervených vlnových délkách, byla specifikována jiná vrstva. Plánování a implementace procesu potahování stříbrem pro Gemini začalo s návrhem dvou 9 metrů širokých potahovacích komor umístěných v observatořích v Chile a na Havaji. Každá povlakovací zařízení (původně postavená Královskou Greenwichskou observatoří ve Velké Británii) obsahuje zařízení zvaná magnetrony, aby „rozprášila“ povlak na zrcadlo. Proces naprašování je nezbytný při nanášení vícevrstvých povlaků na zrcátka Gemini, aby bylo možné přesně regulovat tloušťku různých materiálů uložených na povrchu zrcadla. Podobný proces povlakování se běžně používá pro architektonické sklo ke snižování nákladů na klimatizaci a vytváření estetických odrazů a barev na skle na budovách, ale toto je poprvé, kdy bylo použito na velké astronomické zrcadlo dalekohledu.
Povlak je vytvořen ve stohu čtyř jednotlivých vrstev, aby se zajistilo, že stříbro ulpívá na skleněné základně zrcadla a je chráněno před vnějšími vlivy a chemickými reakcemi. Jak ví kdokoli se stříbrnými předměty, poškvrna na stříbře snižuje odraz světla. Degradace nechráněného povlaku na zrcadle dalekohledu by měla výrazný dopad na jeho výkon. Testy provedené v Gemini s desítkami malých vzorků zrcadla v posledních několika letech ukazují, že postříbřený povlak nanesený na Gemini zrcadlo by měl zůstat vysoce reflexní a použitelný po dobu nejméně jednoho roku mezi změnami.
Kromě velkého primárního zrcadla byly pomocí stejných chráněných stříbrných povlaků potaženy i 1 metrové sekundární zrcadlo dalekohledu a třetí zrcadlo, které směruje světlo do vědeckých přístrojů. Kombinace těchto tří zrcadlových povlaků a dalších konstrukčních aspektů jsou zodpovědné za dramatické zvýšení citlivosti Gemini na tepelné infračervené záření.
Klíčovým měřítkem výkonu dalekohledu v infračervené oblasti je jeho emisivita (kolik tepla skutečně emituje ve srovnání s celkovým množstvím, které může teoreticky emitovat) v tepelné nebo střední infračervené části spektra. Tyto emise vedou k šumu pozadí, proti kterému musí být měřeny astronomické zdroje. Blíženci mají nejnižší celkovou tepelnou emisivitu jakéhokoli velkého astronomického dalekohledu na zemi s hodnotami pod 4% před obdržením jeho stříbrného povlaku. S tímto novým povlakem klesne emisivita Gemini South na přibližně 2%. Při některých vlnových délkách to má stejný účinek na citlivost jako zvětšení průměru dalekohledu Gemini z 8 na více než 11 metrů! Výsledkem je výrazné zvýšení kvality a množství infračervených dat společnosti Gemini, což umožňuje detekci objektů, které by jinak byly ztraceny v hluku generovaném tepelným zářením z dalekohledu. U ostatních pozemních dalekohledů je běžné, že hodnoty emisivity přesahují 10%
Postup při natírání byl úspěšně proveden 31. května a nově potažené zrcátko Gemini South bylo znovu instalováno a kalibrováno v dalekohledu. Inženýři v současné době testují systémy, než dalekohled vrátí do plného provozu. Zrcadlo Gemini North na Mauna Kea podstoupí stejný povlak před koncem tohoto roku.
Proč stříbro?
Důvod, proč chtějí astronomové používat stříbro, protože povrch zrcadla dalekohledu spočívá v jeho schopnosti účinněji odrážet některé typy infračerveného záření než hliník. Odráží se však nejen množství infračerveného světla, ale také množství záření skutečně emitovaného ze zrcadla (jeho tepelná emisivita). To je významný problém při pozorování ve střední infračervené (tepelné) oblasti spektra, což je v podstatě studium tepla z vesmíru. Hlavní výhodou stříbra je, že snižuje celkovou tepelnou emisi dalekohledu. To zase zvyšuje citlivost středo-infračervených nástrojů na dalekohledu a umožňuje nám vidět mnohem lépe teplé předměty, jako jsou hvězdné a planetární školky ,? řekl Scott Fisher v Gemini astronom s infračerveným světlem.
Výhodou je však cena. Pro použití stříbra musí být povlak nanesen v několika vrstvách, každá s velmi přesnou a jednotnou tloušťkou. K tomu se k nanášení povlaku používají zařízení zvaná magnetrony. Pracují tak, že obklopují extrémně čistou kovovou desku (nazývanou terč) plazmovým oblakem plynu (argon nebo dusík), který vyrazí atomy z cíle a rovnoměrně je usadí na zrcadlo (které se pomalu otáčí pod magnetronem). Každá vrstva je extrémně tenká; s vrstvou stříbra jen asi 0,1 mikronu tlustou nebo asi 1/200 tloušťkou lidského vlasu. Celkové množství stříbra naneseného na zrcadlo se přibližně rovná 50 gramům.
Studium tepla pocházejícího z vesmíru
Některé z nejzajímavějších objektů ve vesmíru emitují záření v infračervené části spektra. Často označované jako „tepelné záření“, je infračervené světlo červenější než červené světlo, které vidíme našimi očima. Zdroje, které vyzařují v těchto vlnových délkách, jsou vyhledávány astronomy, protože většina jejich infračerveného záření může procházet oblaky zakrývajícího prachového plynu a odhalit tajemství jinak zahalená před pohledem. Režim infračervené vlnové délky je rozdělen na tři hlavní oblasti, blízké, střední a vzdálené infračervené záření. Blízko infračervené je těsně za tím, co může lidské oko vidět (červenější než červené), střední infračervené záření (často nazývané tepelné infračervené záření) představuje delší vlnové délky světla obvykle spojené se zdroji tepla v prostoru a daleko infračervené záření představuje chladnější oblasti.
Stříbrný povlak Gemini umožní nejvýznamnější vylepšení v tepelné části spektra. Studie v tomto rozsahu vlnových délek zahrnují oblasti tvorby hvězd a planet, s intenzivním výzkumem, který se snaží pochopit, jak se naše vlastní sluneční soustava vytvořila před pěti miliardami let.
Původní zdroj: Gemini News Release
