Nagu ütles Carl Sagan: "Mõistmine on ekstaas." Kuid selleks, et mõista universumit, vajame paremaid ja paremaid viise selle vaatlemiseks. Ja see tähendab ühte asja: suured, tohutud, tohutud teleskoobid.
Selles sarjas vaatleme kuut ehitatavat superteleskoopi:
- Hiiglasliku Magellani teleskoop
- Ülimalt suur teleskoop
- 30-meetrine teleskoop
- Euroopa eriti suur teleskoop
- Suur sünoptilise uuringu teleskoop
- James Webbi kosmoseteleskoop
- Laivälja infrapuna-uuringuteleskoop
Kolmekümnemeetrist teleskoopi (TMT) ehitab rahvusvaheline rühm riike ja institutsioone, nagu paljudel superteleskoopidel. Tegelikult on nad uhked, et osutavad, et TMT taga asuv rahvusvaheline konsortsium esindab peaaegu pool maailma elanikkonnast; Hiina, India, USA, Jaapan ja Kanada. Projekt vajab kulude katmiseks palju partnereid; hinnanguliselt 1,5 miljardit dollarit.
Mis tahes maailma üliteleleskoobi süda on esmane peegel ja TMT ei erine. TMT peamine peegel on ilmselgelt läbimõõduga 30 meetrit. See on segmenteeritud disain, mis koosneb 492 väiksemast peeglist, millest igaüks on 1,4-meetrine kuusnurk.
TMT valgusekogumisvõime on kümme korda suurem kui Kecki teleskoobil ja üle 144 korra Hubble'i teleskoobil.
Kuid TMT on midagi enamat kui lihtsalt tohutu "kerge ämber". See sobib suurepäraselt ka muude võimalustega, mis määravad üliteleleskoobi tõhususe. Üks neist on nn difraktsioonipiiratud ruumiline eraldusvõime (DLSR).
Kui teleskoop on suunatud kaugel asuvate objektide suhtes, mis paistavad üksteise lähedal, võib mõlemast tulev valgus hajutada piisavalt, et need kaks objekti näiksid ühena. Piiratud difraktsiooniline ruumiline eraldusvõime tähendab, et kui ulatus jälgib tähte või muud objekti, ei hajuta teleskoobi puudused selle objekti valgust. TMT eristab kergemini üksteise lähedal asuvaid objekte. DLSR-i puhul ületab TMT Kecki teguriga 3 ja ületab Hubble'i mõnel lainepikkusel 10-ga.
Suurte, segmenteeritud peeglite, nagu näiteks TMT, funktsiooni jaoks on ülioluline aktiivne optika. Iga segmendi kuju ja asukohta kontrollides võimaldab aktiivne optika primaarsel peeglil kompenseerida teleskoobi tuule, temperatuuri või mehaanilise koormuse muutusi. Ilma aktiivse optika ja selle õdetehnoloogiaga kohanduva optilise optikata, mis kompenseerib atmosfääri häiringud, ei töötaks iga umbes 8 meetri suurune teleskoop korralikult.
TMT töötab ultraviolettkiirguse, nähtava ja infrapunakiirguse lainepikkustel. See on väiksem kui Euroopa eriti suur teleskoop (E-ELT), millel on 39-meetrine esmane peegel. E-ELT töötab optilise ja infrapuna lainepikkustel.
Maailma üliteleleskoobid on behemotid. Mitte ainult nende peeglite suuruse, vaid ka massi järgi. TMT liikuv mass on umbes 1420 tonni. TMT kiire liigutamine on osa TMT disainist, kuna see peab kiiresti reageerima, kui midagi supernoova taolist märgatakse. Üksikasjalik teadusjuhtum nõuab TMT-lt uue sihtmärgi omandamist 5–10 minuti jooksul.
See nõuab keerulist arvutisüsteemi, et koordineerida teadusinstrumente, peegleid, aktiivset optikat ja adaptiivset optikat. See oli üks TMT projekti esimestest väljakutsetest. See võimaldab TMT-l reageerida sellistele mööduvatele nähtustele nagu supernoovad, kui neid märkavad muud teleskoobid, näiteks suure sünoptilise uuringu teleskoop.
TMT uurib enamikku tänapäeval olulisi astronoomia ja kosmoloogia küsimusi. Siin on ülevaade peamistest teemadest, mida TMT käsitleb:
- Tumeda olemuse olemus
- Selliste ekstreemsete objektide füüsika nagu neutrontähed
- Varased galaktikad ja kosmiline taasioniseerimine
- Galaktika moodustumine
- Supermassiivsed mustad augud
- Linnutee ja lähedalasuvate galaktikate uurimine
- Tähtede ja planeetide sünd ja varased elud
- Ajadomeeniteadus: supernoovad ja gammakiirte pursked
- Eksoplaneedid
- Meie päikesesüsteem
See on kindel teemade loetelu. See jätab väga vähe välja ja on TMT jõu ja tõhususe tunnistus.
TMT toores jõud pole küsimärgi all. Pärast kasutuselevõttu edendab see meie arusaamist universumist mitmel rindel. Kuid TMT tegelik asukoht võib ikkagi olla küsitav.
TMT algne asukoht oli Mauna Kea, 4200 meetri kõrgune tippkohtumine Hawaiil. Mauna Kea on suurepärase asukohaga ja seal asuvad mitmed teleskoobid, eriti Kecki observatoorium, Gemini-teleskoop, Subaru-teleskoop, Kanada-Prantsusmaa-Hawaii teleskoop ja James Clerki Maxwelli teleskoop. Mauna Kea on ka väga pika lähtejoone massiivi läänepoolseima antenni koht.
Vaidlus mõne Havai elaniku ja TMT vahel on mujal hästi dokumenteeritud, kuid TMT põhikaebus seisneb selles, et Mauna Kea ülaosa on püha maa ja nad sooviksid, et TMT ehitataks mujale.
TMT taga olevad organisatsioonid sooviksid ikkagi, et see ehitataks Mauna Keasse, ja vaidluse ümber on käimas juriidiline protsess. Selle protsessi käigus leidsid nad teleskoobi jaoks mitu võimalikku alternatiivset asukohta, sealhulgas La Palma Kanaari saartel. Kosmoseajakiri võttis TMT võimaliku teise saidi ümberpaigutamise osas ühendust doktorikraadiga TMT vaatluskeskuse teadlase Christophe Dumasiga.
Dr Dumas ütles meile, et „Mauna Kea jääb TMT eelistatavaks asukohaks selle suurepäraste vaatlustingimuste tõttu ja sünergia tõttu teiste mäel juba asuvate TMT partnerrajatistega. Selle väga kõrge, peaaegu 14 000 jalga kõrgus teeb sellest põhjapoolkera peamise astronoomilise paiga. Mauna Kea kohal olev taevas on väga stabiilne, mis võimaldab saada väga teravaid pilte. Sellel on ka suurepärane läbipaistvus, vähene valgustundlikkus ja stabiilne külm temperatuur, mis parandab infrapuna vaatluste tundlikkust. "
Eelistatud teiseses asukohas La Palmas asub üle kümne muu teleskoobi, kuid kas ümberpaigutamine Kanaari saartele mõjutaks TMT tehtud teadust? Dr Dumas väidab, et ka Kanaari saarte ala on suurepärane, omades samasuguseid atmosfääriomadusi nagu Mauna Kea, sealhulgas stabiilsus, läbipaistvus, pimedus ja murdosa ööd.
Nagu dr Dumas selgitab, on La Palma madalamal ja keskmiselt soojem kui Mauna Kea. Need kaks tegurit vähendavad TMT tundlikkust spektri infrapuna piirkonnas mõnel lainepikkusel. ”
Dr Dumas ütles ajakirjale Space Magazine, et infrapuna vähendatud tundlikkusest saab mõnevõrra üle saada, kui kavandate erinevaid vaatlusülesandeid. "Seda konkreetset probleemi saab osaliselt leevendada, rakendades TMT vaatluste adaptiivset ajakava, et sobitada La Palma kohal kõige nõudlikumate infrapunaprogrammide teostamine parimate atmosfääritingimustega."
3. märtsil mähiti TMT-sse 44 päeva pikkuseid kohtuistungeid. Sel ajal andis 71 inimest tunnistusi Mauna Keale rajatava TMT poolt ja vastu. Teleskoobi vastased väidavad, et see koht on püha maa ja sellel ei tohiks enam teleskoobi ehitust olla. TMT-le kandideerijad rääkisid teaduse poolt, mida TMT kõigile edastab, ja haridusvõimalustest, mida see havailastele pakub.
Ehkki ehitamine on veninud ja inimesed on projekti peatamiseks kohtusse pöördunud, näib, et TMT ehitatakse kindlasti kuskile. Rahastamine on paigas, projekteerimine on viimistletud ja komponentide tootmine on käimas. Viivitused tähendavad, et TMT esimene tuli on endiselt ebakindel, kuid kui me sinna jõuame, on TMT veel üks mängude vahetaja, täpselt nagu teisedki maailma üliteleleskoobid.
