Przejrzyste nocne niebo to jeden z najpiękniejszych widoków.
Stopniowo oko przyzwyczaja się się do ciemności, źrenica poszerza się
aby zebrać więcej światła pozwalajac nam dostrzec słabsze gwiazdy.
Jednak nasze oko zbiera niewielką część widma światła.
By spojrzeć znacznie głębiej, astronomowie potrzebują teleskopów o ogromnych zwierciadłach.
To jest ESOcast!
Najnowsze badania naukowe oraz codzienna praca
w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO)
Przekraczamy absolutne granice z naszym gospodarzem Dr J,czyli Dr Joe Liske.
Dlaczego astronomowię chcą mieć coraz większe teleskopy?
Cóż, to właściwie bardzo proste!
Są tylko dwa powody:
Pierwszy, ponieważ im większe lustro główne teleskopu
tym więcej światła możemy zgromadzić w jednostce czasu.
A to oznacza możliwość obserwacji coraz słabszych obiektów.
Drugi powód – rozdzielczość teleskopu
czyli ostrość uzyskiwanych obrazów,
zależy od rozmiarów głównego zwierciadła.
Im większy teleskop, tym lepsza jakość uzyskiwanych obrazów.
Ale jakie są granice? Jak duży teleskop można zbudować?
Jakie przeszkody napotykają konstruktorzy teleskopów podczas tworzenia coraz większych luster?
Od odkrycia teleskopów odbiciowych (reflektorów),
budowano coraz większe lustra.
Gdy w 1977 roku rozpoczynał pracę 3,6 -metrowy teleskop ESO w LA Silla,
był typowym przykłądem klasycznej konstrukcji największych teleskopów tamtych czasów
Główne zwierciadło to jednolita szklana tafla o średnicy 3,6 metra.
Aby tak duże zwierciadło było sztywne i trwałe, musi być grube co czyni je bardzo ciężkim:
3,6-metrowe lustro ma około metra grubości i waży około 11 ton!
Aby tak cieżkie zwierciadło mogło być precyzyjne,
musiała otoczyć je ogromna, lecz perfekcyjnie wyważona struktura teleskopu.
Konstruowano teleskopy o większych, grubszych i cięższych lustrach,
jednak ostatecznie stało się jasne że został osiągnięty limit klaczycznej konstrukcji zwierciadeł.
Czy konstruktorzy teleskopów musieli się poddać, porzucając marzenia o jeszcze większych przyżądach?
Oczywiście nie.
Jednak droga do większych i lżejszych luster wymagała kreatywności.
W rezultacie powstał Teleskop Nowej Technologii ESO, w skrócie NTT.
NTT był przwdziwie rewolucyjną kostrukcją,
powieważ zbudowano go krozystając z techniki nazywanej optyką aktywną.
Przed wprowadzeniem optyki aktywnej,
lustra teleskopów aby być stabilne musiały być grube i cieżkie,
ale dzięki optyce aktywnej zwierciadła mogą być elastyczne
a dzięki temu cienkie i lekkie.
Cienkie lustro NTT może być wyginane przez siłę grawitacji.
Elastyczne lustro umieszczane jest na skomplikowanym, kontrolowanym komputerowo systemie wspomagania,
który kształtuje lustro kompensując odkształcenia zwierciadła podczas obserwacji.
W ten sposób, przez cały czas utrzymywana jest nawyższa jakośc obrazu.
NTT był ogromnym sukcesem!
Chociaż jego zwierciadło główne ma 3,6 metra średnicy, jego grubość wynosi zaledwie 24 cm.
Nowa konstrukcja umożliwiła włamanie bariery 6-metrowej średnicy klasycznych teleskopów, i dążenie do większych 8-metrowych luster.
Teleskopów takie jak Bardo Duży Teleskop (VLT) ESO.
VLT składa się z 4 teleskopów, każdy o lustrze o średnicy 8,2 metra.
Każde z luster ma tylko 17,5 cm grubości i waży tylko 23 tony.
Oczywiście, wykorzystuje się optykę aktywną.
Kształ luster jest kontrolowany przez 150 osiowych siłowników
Dzięki najnowszym technologiom, VLT dostarcza zdjęć o niewiarygodnej jakości.
Jednak jednolite, 8-metrowe lustro jest ostateczną granicą, mocowania, transportu i utrzymania zwierciadła.
Aby zbudować jeszcze większe teleskopy możemy jedynie
podzielić lustro główne na pojedyncze elementy nazywane segmentami.
Idea segmentowego lustra głównego pozwoliła astronomom i inżynierom skonstruować naprawdę ogromne teleskopy.
Teleskopy takie jak przyszły Europejski Ekstremalnie Duży Teleskop (E-ELT)
będący aktualnie we wczesnym stadium budowy.
E-ELT otrzyma gigantyczne 39-metrowe lustro główne.
Lustro będzie składać się z 789 pojedyńczych heksagonalnych segmentów,
każdy o wielkości 1.4 metra i tylko 5 cm grubości.
Każdy segment i jego położenie wględem sasiednich segmentów
jest kontrolowany komputerowo przez system optyki aktywnej
aby utrzymać idealny kszałt całego lustra i jego niezwykłą precyzję powierzchni.
Zwierciadło głowne daje 978 metrów kwadratowych powierzchni zbierającej światło,
co pozwoli na zebranie 15 razy więcej światła niż jakikolwiek istniejący teleskop.
Ze swoim 39-metrowym lustrem,
E-ELT będzie największym teleskopem optycznym i bliskiej podczerwieni na świecie.
Nie tylko po powstaniu ale również przez kolejne dekady.
Jestem jednak pewien, że to nie zatyrzma inżynierów przed szukaniem możliwości budowy jeszcze większych teleskopów.
Kto wie jaka bariera wielkości zostanie pokonana w przyszłości?
Dr J, żegnam z ESOcast.
Dołączcie do mnie następnym razem w kolejnej kosmicznej przygodzie.
Transkrypcja: ESO; Tłumaczenie: Aleksandra Hamanowicz,