Som Carl Sagan sa: "Forståelse er ekstase." Men for å forstå universet, trenger vi bedre og bedre måter å observere det på. Og det betyr en ting: store, enorme, enorme teleskoper.
I denne serien skal vi se på seks superteleskoper som er bygget:
- The Giant Magellan Telescope
- Det overveldende store teleskopet
- 30 meter teleskop
- Det europeiske ekstremt store teleskopet
- Stort synoptisk undersøkelsesteleskop
- James Webb romteleskop
- Infrarødt undersøkelsesteleskop med bredt felt
Thirty Meter Telescope (TMT) bygges av en internasjonal gruppe av land og institusjoner, som mange superteleskoper er. De er faktisk stolte av å påpeke at det internasjonale konsortiet bak TMT representerer nesten halvparten av verdens befolkning; Kina, India, USA, Japan og Canada. Prosjektet trenger at mange partnere skal absorbere kostnadene; anslagsvis 1,5 milliarder dollar.
Hjertet til noen av verdens superteleskoper er det primære speilet, og TMT er ikke annerledes. Det primære speilet for TMT er åpenbart 30 meter i diameter. Det er et segmentert design bestående av 492 mindre speil, hver med en 1,4 meter sekskant.
TMT-lysets oppsamlingsevne vil være 10 ganger Keck-teleskopets, og mer enn 144 ganger Hubble-romteleskopets.
Men TMT er mer enn bare en enorm ‘lett bøtte.’ Den utmerker seg også med andre evner som definerer et superteleskops effektivitet. En av dem er det som kalles diffraksjonsbegrenset romlig oppløsning (DLSR).
Når et teleskop pekes på fjerne objekter som vises nær hverandre, kan lyset fra begge spre seg nok til at de to objektene kan vises som en. Diffraksjonsbegrenset romlig oppløsning betyr at når et ‘omfang observerer en stjerne eller annen gjenstand, blir ikke noe av lyset fra dette objektet spredt av defekter i teleskopet. TMT vil lettere skille objekter som er nær hverandre. Når det gjelder DLSR, vil TMT overskride Keck med en faktor på 3, og vil overskride Hubble med en faktor på 10 ved noen bølgelengder.
Avgjørende for funksjonen til store, segmenterte speil som TMT er aktiv optikk. Ved å kontrollere formen og posisjonen til hvert segment, lar aktiv optikk det primære speilet kompensere for endringer i vind, temperatur eller mekanisk belastning på teleskopet. Uten aktiv optikk og dens adaptive optikk for søsterteknologi, som kompenserer for forstyrrelse i atmosfæren, ville ikke noe teleskop som er større enn omtrent 8 meter, fungere ordentlig.
TMT vil fungere i nesten ultrafiolett, synlig og nær infrarød bølgelengde. Det vil være mindre enn det europeiske ekstremt store teleskopet (E-ELT), som vil ha et 39 meter stort speil. E-ELT vil fungere i de optiske og infrarøde bølgelengdene.
Verdens superteleskoper er skjemmere. Ikke bare i størrelsen på speilene deres, men i deres masse. TMTs bevegelige masse vil være cirka 1.420 tonn. Å flytte TMT raskt er en del av designet til TMT, fordi den må reagere raskt når noe som en supernova blir oppdaget. Den detaljerte vitenskapssaken krever at TMT skaffer seg et nytt mål innen 5 til 10 minutter.
Dette krever et komplekst datasystem for å koordinere vitenskapelige instrumenter, speilene, den aktive optikken og den adaptive optikken. Dette var en av de første utfordringene med TMT-prosjektet. Det vil tillate TMT å svare på forbigående fenomener som supernovaer når de blir oppdaget av andre teleskoper som Large Synoptic Survey Telescope.
TMT vil undersøke de fleste viktige spørsmål innen astronomi og kosmologi i dag. Her er en oversikt over hovedemner som TMT vil ta opp:
- The Dark Matteres natur
- Fysikken til ekstreme objekter som nøytronstjerner
- Tidlige galakser og kosmisk reionisering
- Galaxy-formasjonen
- Supermasse svarte hull
- Utforsking av melkeveien og nærliggende galakser
- Fødselen og de tidlige livene til stjerner og planeter
- Time Domain Science: Supernovae og Gamma Ray Bursts
- Exo-planeter
- Vårt solsystem
Dette er en omfattende liste over emner, for å være sikker. Den etterlater veldig lite, og er et vitnesbyrd om kraften og effektiviteten til TMT.
Den rå kraften til TMT er ikke i spørsmål. Når den er i drift, vil den fremme vår forståelse av universet på flere fronter. Men den faktiske plasseringen av TMT kan fremdeles være i tvil.
Det opprinnelige stedet for TMT var Mauna Kea, det 4200 meters toppmøtet på Hawaii. Mauna Kea er en utmerket beliggenhet, og er hjemmet til flere teleskoper, spesielt Keck-observatoriet, Gemini-teleskopet, Subaru-teleskopet, Canada-Frankrike-Hawaii-teleskopet og James Clerk Maxwell-teleskopet. Mauna Kea er også stedet for den vestligste antennen til Very Long Baseline Array.
Striden mellom noen av Hawaii-folket og TMT har vært godt dokumentert andre steder, men den grunnleggende klagen på TMT er at toppen av Mauna Kea er et hellig land, og de ønsker at TMT skal bygges andre steder.
Organisasjonene bak TMT vil fremdeles ønske at det skal bygges på Mauna Kea, og en juridisk prosess utspiller seg rundt tvisten. Under denne prosessen identifiserte de flere mulige alternative steder for teleskopet, inkludert La Palma på Kanariøyene. Space Magazine kontaktet TMT Observatory Scientist Christophe Dumas, PhD., Om mulig flytting av TMT til et annet nettsted.
Dr. Dumas fortalte oss at “Mauna Kea er fortsatt det foretrukne stedet for TMT på grunn av de fantastiske observasjonsforholdene, og på grunn av synergien med andre TMT-partnerfasiliteter som allerede er på fjellet. Den svært høye høyden på nesten 14 000 fot gjør den til det fremste astronomiske stedet på den nordlige halvkule. Himmelen over Mauna Kea er veldig stabil, noe som gjør det mulig å få veldig skarpe bilder. Den har også utmerket transparens, lite lysforurensning og stabile kalde temperaturer som forbedrer følsomheten for observasjoner i det infrarøde. "
Det foretrukne sekundære stedet på La Palma er hjemmet til over 10 andre teleskoper, men vil flytting til Kanariøyene påvirke vitenskapen gjort av TMT? Dr. Dumas sier at området på Kanariøyene også er utmerket, med lignende atmosfæreegenskaper som Mauna Kea, inkludert stabilitet, åpenhet, mørke og brøkdel av klare netter.
Som Dr. Dumas forklarer, “La Palma befinner seg på et lavere høydepunkt og i gjennomsnitt varmere enn Mauna Kea. Disse to faktorene vil redusere TMT-følsomhet ved noen bølgelengder i det infrarøde området av spekteret. ”
Dr. Dumas fortalte Space Magazine at denne reduserte følsomheten i det infrarøde kan overvinnes noe ved å planlegge forskjellige observasjonsoppgaver. "Dette spesifikke problemet kan delvis avbøtes ved å implementere en adaptiv planlegging av TMT-observasjoner, for å matche utførelsen av de mest krevende infrarøde programmene med de beste atmosfæriske forhold over La Palma."
3. mars ble 44 dager med rettsmøter i TMT pakket inn. I den tiden vitnet 71 personer for og mot TMT som ble bygget på Mauna Kea. De mot teleskopet sier at stedet er et hellig land og ikke burde ha noen mer teleskopkonstruksjon på det. De for TMT snakket til fordel for vitenskapen som TMT vil levere til alle, og utdanningsmulighetene det vil gi Hawaiians.
Selv om byggingen er forsinket, og folk har gått til retten for å få stoppet prosjektet, virker det som om TMT definitivt vil bli bygget - et sted. Finansieringen er på plass, designet er ferdigstilt, og produksjonen av komponentene er i gang. Forsinkelsene betyr at TMTs første lys fremdeles er usikkert, men når vi kommer dit, vil TMT være en annen spillbytter, akkurat som verdens andre Super-teleskoper.
