Jak řekl Carl Sagan: „Porozumění je extáze.“ Ale abychom pochopili vesmír, potřebujeme lepší a lepší způsoby, jak ho pozorovat. A to znamená jednu věc: velké, obrovské, obrovské dalekohledy.
V této sérii se podíváme na stavbu šesti super dalekohledů:
- Obří Magellanův dalekohled
- Ohromně velký dalekohled
- 30 metrový dalekohled
- Evropský mimořádně velký dalekohled
- Velký synoptický průzkumný dalekohled
- James Webb Space Telescope
- Širokouhlý infračervený průzkumný dalekohled
Třicetimetrový dalekohled (TMT) staví mezinárodní skupina zemí a institucí, stejně jako mnoho super dalekohledů. Ve skutečnosti jsou hrdí na to, že poukazují na to, že mezinárodní konsorcium za TMT představuje téměř polovinu světové populace; Čína, Indie, USA, Japonsko a Kanada. Projekt potřebuje, aby mnoho partnerů absorbovalo náklady; odhadem 1,5 miliardy dolarů.
Srdcem kteréhokoli ze světových super dalekohledů je primární zrcadlo a TMT se neliší. Primární zrcadlo pro TMT má samozřejmě průměr 30 metrů. Jedná se o segmentový design skládající se z 492 menších zrcadel, z nichž každé má šestiúhelník 1,4 metru.
Schopnost TMT sbírat světlo bude desetkrát větší než u Keckova dalekohledu a více než 144krát větší než u Hubbleova kosmického dalekohledu.
TMT je však víc než jen obrovský „lehký kbelík“. Vyniká také dalšími schopnostmi, které definují účinnost super teleskopu. Jedním z nich je tzv. Prostorové rozlišení s omezením difrakce (DLSR).
Když je dalekohled namířen na vzdálené objekty, které se objevují blízko sebe, světlo z obou se může rozptýlit natolik, aby oba objekty vypadaly jako jeden. Difrakční omezené prostorové rozlišení znamená, že když ‘rozsah pozoruje hvězdu nebo jiný objekt, žádné světlo z tohoto objektu není rozptýleno defekty v dalekohledu. TMT snadněji rozlišuje objekty, které jsou blízko sebe. Pokud jde o DLSR, TMT překročí Keck faktorem 3 a při některých vlnových délkách překročí Hubble faktorem 10.
Pro funkci velkých segmentových zrcadel, jako je TMT, je rozhodující aktivní optika. Řízením tvaru a polohy každého segmentu umožňuje aktivní optika primárnímu zrcátku kompenzovat změny větru, teploty nebo mechanického namáhání dalekohledu. Bez aktivní optiky a její sesterské technologie adaptivní optiky, která kompenzuje atmosférické rušení, by žádný dalekohled větší než asi 8 metrů nepracoval správně.
TMT bude pracovat na vlnových délkách blízkých ultrafialovému, viditelnému a infračervenému záření. Bude menší než Evropský extrémně velký dalekohled (E-ELT), který bude mít 39 metrů primární zrcadlo. E-ELT bude pracovat v optických a infračervených vlnových délkách.
Světové super dalekohledy jsou monstrum. Nejen velikost jejich zrcátek, ale také jejich hmotnost. Pohyblivá hmotnost TMT bude asi 1420 tun. Rychlý pohyb TMT je součástí konstrukce TMT, protože musí rychle reagovat, když se objeví něco jako supernova. Podrobný vědecký případ vyžaduje, aby TMT získal nový cíl do 5 až 10 minut.
To vyžaduje složitý počítačový systém pro koordinaci vědeckých nástrojů, zrcadel, aktivní optiky a adaptivní optiky. To byla jedna z počátečních výzev projektu TMT. Umožní TMT reagovat na přechodné jevy, jako je supernovae, když je spatřují jiné dalekohledy, jako je Velký synoptický průzkumný dalekohled.
TMT dnes prozkoumá většinu důležitých otázek v astronomii a kosmologii. Zde je přehled hlavních témat, kterými se TMT bude zabývat:
- Povaha temné hmoty
- Fyzika extrémních objektů, jako jsou neutronové hvězdy
- Rané galaxie a kosmická reionizace
- Formování galaxií
- Super masivní černé díry
- Průzkum Mléčné dráhy a blízkých galaxií
- Narození a rané životy hvězd a planet
- Time Domain Science: Supernovae a Gamma Ray Bursts
- Exo planety
- Naše sluneční soustava
Toto je ucelený seznam témat. Zanechává velmi málo a svědčí o síle a účinnosti TMT.
Surová síla TMT není zpochybněna. Jakmile je v provozu, posune naše porozumění vesmíru na více frontách. Ale skutečné umístění TMT by stále mohlo být zpochybněno.
Původním místem TMT byl Mauna Kea, vrchol na 4 200 metrů na Havaji. Mauna Kea je vynikající lokalitou a je domovem několika dalekohledů, zejména observatoře Keck, dalekohledu Gemini, dalekohledu Subaru, dalekohledu Kanada-Francie-Havaj a dalekohledu James Clerk Maxwell. Mauna Kea je také pozemkem nejzápadnější antény Very Long Baseline Array.
Spor mezi některými havajskými obyvateli a TMT byl dobře zdokumentován jinde, ale základní stížností na TMT je, že vrchol Mauna Kea je posvátná země a chtěli by, aby byla TMT postavena jinde.
Organizace stojící za TMT by stále chtěly, aby byl postaven v Mauna Kea a kolem sporu se odvíjí právní proces. Během tohoto procesu identifikovali několik možných alternativních míst pro dalekohled, včetně La Palmy na Kanárských ostrovech. Space Magazine kontaktoval vědce z observatoře TMT Christophe Dumase, PhD., O možném přemístění TMT na jiné místo.
Dr. Dumas nám řekl, že „Mauna Kea zůstává upřednostňovaným místem pro TMT kvůli jeho vynikajícím pozorovacím podmínkám a díky synergii s dalšími partnerskými zařízeními TMT, která jsou již na hoře přítomna. Jeho velmi vysoká nadmořská výška téměř 14 000 stop z něj činí přední astronomické místo na severní polokouli. Obloha nad Mauna Kea je velmi stabilní, což umožňuje získat velmi ostré snímky. Má také vynikající průhlednost, nízké znečištění světlem a stabilní nízké teploty, což zlepšuje citlivost pro pozorování v infračerveném světle. “
Upřednostňovaným sekundárním místem v La Palma je domov více než 10 dalších dalekohledů, ale mělo by přemístění na Kanárské ostrovy vliv na vědu provedenou TMT? Dr. Dumas říká, že lokalita Kanárské ostrovy je také vynikající, s podobnými atmosférickými charakteristikami jako Mauna Kea, včetně stability, průhlednosti, tmy a zlomku jasných nocí.
Jak vysvětluje Dr. Dumas, „La Palma je na nižší výšce a je v průměru teplejší než Mauna Kea. Tyto dva faktory sníží citlivost TMT na některých vlnových délkách v infračervené oblasti spektra. “
Dr. Dumas řekl časopisu Space Magazine, že tuto sníženou citlivost v infračerveném záření lze do jisté míry překonat naplánováním různých pozorovacích úkolů. "Tento specifický problém lze částečně zmírnit implementací adaptivního plánování pozorování TMT, aby odpovídal provádění nejnáročnějších infračervených programů s nejlepšími atmosférickými podmínkami nad La Palma."
3. března bylo zabaleno 44 dní soudních jednání do TMT. V té době 71 lidí svědčilo pro a proti stavbě TMT na Mauna Kea. Ti proti dalekohledu říkají, že místo je posvátnou zemí a nemělo by na něm být postaveno žádné další dalekohledy. Ti pro TMT hovořili ve prospěch vědy, kterou TMT poskytne všem, a vzdělávacích příležitostí, které poskytne Havajům.
Ačkoli se stavba zpozdila a lidé se zastavili před soudem, zdá se, že TMT bude určitě postavena - někde. Financování je na místě, návrh je dokončen a výroba komponentů probíhá. Zpoždění znamenají, že první světlo TMT je stále nejisté, ale jakmile se tam dostaneme, TMT bude dalším měničem her, stejně jako ostatní superteleskopy světa.
