Największy na świecie teleskop z ciekłym lustrem jest online

Zapytaj dowolnego astronoma, astrofizyka lub kosmologa, a prawdopodobnie powie Ci, że nadchodzi nowa era astronomii! Pomiędzy postępami w astronomii fal grawitacyjnych, eksplozją badań egzoplanet i pojawieniem się w Internecie teleskopów naziemnych i kosmicznych nowej generacji, jest całkiem oczywiste, że zbliżamy się do ery niemal nieustannych odkryć! Jak zawsze wielkie odkrycia, innowacje i rzeczy, które umożliwiają, inspirują naukowców i badaczy do patrzenia w przyszłość i robienia kolejnego wielkiego kroku.

Weźmy na przykład badania nad lustrami cieczy i zaawansowanymi interferometrami, które będą opierać się na zupełnie nowych typach teleskopów i zbieraniu światła, aby rozwinąć naukę astronomiczną. Pionierskim przykładem jest niedawno oddany do użytku Międzynarodowy teleskop z płynnym lustrem (ILMT), który właśnie rozpoczął działalność na Devasthal Peak, górze o wysokości 2450 m (8040 stóp) położonej w środkowych Himalajach. W przeciwieństwie do konwencjonalnych teleskopów, ILMT opiera się na szybko obracającym się 4-metrowym lustrze pokrytym warstwą rtęci do przechwytywania światła kosmicznego.

Podobnie jak inne obserwatoria, ILMT znajduje się wysoko nad poziomem morza, aby zminimalizować zniekształcenia powodowane przez atmosferyczną parę wodną (zjawisko znane jako refrakcja atmosferyczna). Bardzo podobny do ESO Obserwatorium Paranal w północnym Chile lub Obserwatoria Mauna Kea na Hawajach teleskop ILMT jest częścią Obserwatorium Devasthal położony w odległych górach prowincji Uttarakhand w północnych Indiach (zachodni Nepal). Teleskop jest przeznaczony do badania nieba i identyfikacji obiektów, takich jak supernowe, soczewkowanie grawitacyjne, kosmiczne śmieci, asteroidy oraz inne przejściowe i zmienne zjawiska.

Dr. Paul Hicksonjeden Fizyka i astronomia UBC Profesor i pionier technologii ciekłych luster, przez lata doskonalił tę technologię, m.in duży teleskop zenitalny (LZT). Znajdujący się w UBC Malcolm Knapp Research Forest, na wschód od Vancouver, BC, LZT był największym lustrem z ciekłego metalu przed uruchomieniem ILMT. Ze względu na swoje doświadczenie dr. Hickson i jego koledzy odegrali kluczową rolę w projektowaniu i tworzeniu systemu powietrznego ILMT. Obiekt otrzymał pierwsze światło w maju zeszłego roku i tymczasowo wstrzyma działalność w październiku ze względu na sezon monsunowy w Indiach.

Choć może się to wydawać czymś prosto z science fiction, podstawy tej technologii są dość proste. Technologia sprowadza się do trzech elementów, w tym czaszy zawierającej ciecz odbijającą światło (takiej jak rtęć), sekcji obrotowej, w której na górze znajduje się Liquid Mirror (LM) (zasilane sprężarkami powietrza) oraz układu napędowego. Po włączeniu LM wykorzystuje fakt, że siła obrotu powoduje, że lustro przybiera kształt paraboliczny, idealny do skupiania światła. Tymczasem ciekła rtęć jest chroniona niezwykle cienką warstwą mylaru o jakości optycznej, która zapobiega tworzeniu się małych fal (spowodowanych wiatrem lub rotacją).

Płynna rtęć stanowi niedrogą alternatywę dla szklanych luster, które są bardzo ciężkie i drogie w produkcji. Odbite światło przechodzi przez wyrafinowany wielosoczewkowy korektor optyczny, podczas gdy ustawiony na ostrość wielkoformatowy aparat elektroniczny rejestruje obrazy. jako dr. Hockson wyjaśnił w UBC Science Komunikat prasowy:

„Obracając się raz na osiem sekund, lustro unosi się na warstwie sprężonego powietrza o grubości około 10 mikronów. Dla porównania, ludzki włos ma grubość około 70 mikronów. Łożyska powietrzne są tak wrażliwe, że nawet cząsteczki dymu mogą je uszkodzić. Druga poduszka powietrzna zapobiega przesuwaniu się wirnika na boki. Obrót Ziemi powoduje, że obrazy przechodzą przez kamerę, ale ten ruch jest kompensowany elektronicznie.

„Aparat ma soczewkę korekcyjną, która została specjalnie zaprojektowana do usuwania loków ze śladu gwiazdy. Gwiazdy krążą w kółko wokół północnego bieguna niebieskiego, wokół Gwiazdy Północnej. Jeśli wykonasz ekspozycję czasową, gwiazdy nie układają się w liniach prostych, lecz w łukach lub okręgach. Ale ten korektor ma na celu skorygowanie tego, aby usunąć krzywiznę i wyprostować ślady gwiazd, dając nam ostre obrazy”.

Regularne działania naukowe mają rozpocząć się jeszcze w tym roku. W tym momencie oczekuje się, że ILMT zbierze około 10 GB danych każdej nocy, które zostaną przeanalizowane pod kątem źródeł gwiezdnych. Źródła te zostaną następnie wybrane do dalszych obserwacji przy użyciu miernika 3,6 metra (11,8 stopy). Teleskop optyczny Devasthal (DOT) i jego wyrafinowane instrumenty spektroskopowe. W ramach instalacji nadzorowanej przez Instytut Badań Obserwacyjnych Aryabhatta (ARIES) – który obejmuje ILMT i starożytną Świątynię Devesthal – DOT wyróżnia się tym, że jest największym teleskopem optycznym w Indiach.

W szczególności ILMT będzie poszukiwać zjawisk astronomicznych, które obecnie znajdują się w czołówce badań astronomicznych. Obejmuje to zmieniające się obiekty, gwiazdy, których jasność zmienia się w czasie ze względu na zmiany ich właściwości fizycznych lub obiekty, które je blokują (planety, pierścienie pyłowe itp.). Z drugiej strony zjawiska przejściowe odnoszą się do krótkotrwałych zdarzeń, takich jak supernowe, szybkie rozbłyski radiowe (FRB), rozbłyski promieniowania gamma (GRB), mikrosoczewkowanie grawitacyjne itp. dziedziny astrofizyki i kosmologii.

Oprócz ARIES i UBC inne organizacje, które tworzą współpracę ILMT, obejmują: Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO), Instytut Astronomiczny im. Ulug Bega (część Uzbekistan Akademia Nauk), Uniwersytet w Liege, Królewskie Obserwatorium BelgiiObserwatorium Poznańskie w Polsce, Laval University, University of Montreal, University of Toronto, University of York oraz University of Victoria w Kanadzie.

Dodatkowa lektura: UBC