Over de hele wereld worden enkele echt baanbrekende telescopen gebouwd die een nieuw tijdperk van astronomie inluiden. Sites omvatten de berg Mauna Kea in Hawaï, Australië, Zuid-Afrika, het zuidwesten van China en de Atacama-woestijn - een afgelegen plateau in de Chileense Andes. In deze extreem droge omgeving worden meerdere arrays gebouwd waarmee astronomen verder in de kosmos kunnen kijken en met een grotere resolutie.
Een daarvan is de European Southern Observatory’s (ESO) Extreem grote telescoop (ELT), een array van de volgende generatie met een complexe primaire spiegel met een diameter van 39 meter (128 voet). Op dit moment wordt er gebouwd bovenop de Andesberg van Cerro Armazones, waar de bouwteams bezig zijn met het storten van de fundering voor de grootste telescoop die ooit is gebouwd.
De bouw van de ELT begon in mei 2017 en is momenteel gepland om in 2024 te zijn voltooid. In het verleden heeft ESO aangegeven dat het ongeveer 1 miljard euro (1,12 miljard dollar) zal kosten om de ELT te bouwen - op basis van prijzen in 2012. Gecorrigeerd voor inflatie komt dat neer op 1,23 miljard dollar in 2018 en ongeveer 1,47 miljard dollar (uitgaande van een inflatiepercentage van 3%) tegen 2024.
Naast de omstandigheden op grote hoogte die nodig zijn voor effectieve astronomie, waar de atmosferische interferentie laag is en er geen lichtvervuiling is, had de ESO een enorme, vlakke ruimte nodig om de basis van de ELT te leggen. Aangezien een dergelijke locatie niet bestond, heeft de ESO er een gebouwd door de top van de berg Cerro Armazones in Chili plat te maken. Zoals de afbeelding bovenaan laat zien, is de site nu bedekt met een reeks fundamenten.
De sleutel tot de beeldmogelijkheden van de ELT is de honingraatvormige hoofdspiegel, die zelf bestaat uit 798 zeshoekige spiegels, die elk 1,4 (4,6 voet) meter in diameter meten. Deze mozaïekachtige structuur is nodig omdat het momenteel niet mogelijk is om een enkele spiegel van 39 meter te bouwen die in staat is om kwaliteitsbeelden te produceren.
Ter vergelijking: de Very Large Telescope (VLT) van ESO, de grootste en meest geavanceerde telescoop ter wereld, vertrouwt op vier unit-telescopen met spiegels van 8,2 m (27 ft) in diameter en vier beweegbare hulptelescopen met spiegels van 1,8 m (5,9 ft) in diameter. Door het licht van deze telescopen te combineren (een proces dat bekend staat als interferometrie), kan de VLT de resolutie van een spiegel tot 200 m (656 ft) bereiken.
De ELT van 39 meter heeft echter aanzienlijke voordelen ten opzichte van de VLT, met een verzamelgebied dat honderd keer groter is en de mogelijkheid om honderd keer meer licht op te vangen. Dit maakt observaties mogelijk van veel zwakkere objecten. Bovendien zal het diafragma van de ELT niet onderhevig zijn aan hiaten (wat het geval is bij interferometrie) en hoeven de gemaakte beelden niet rigoureus te worden verwerkt.
Alles bij elkaar zal de ELT ongeveer 200 keer zoveel licht verzamelen als de Hubble-ruimtetelescoop, waardoor het de krachtigste telescoop is in het optische en infraroodspectrum. Met zijn krachtige spiegel en adaptieve optische systemen om te corrigeren voor atmosferische turbulentie, wordt verwacht dat de ELT exoplaneten direct rond verre planeten kan afbeelden, iets wat zelden mogelijk is met bestaande telescopen.
Daarom omvatten de wetenschappelijke doelstellingen van de ELT onder meer het direct in beeld brengen van rotsachtige exoplaneten die dichter bij hun sterren cirkelen, waardoor astronomen eindelijk de atmosfeer van 'aardachtige' planeten kunnen karakteriseren. In dit opzicht zal de ELT een game-changer zijn in de jacht op mogelijk bewoonbare werelden buiten ons zonnestelsel.
Bovendien zal de ELT de versnelling van de uitdijing van het heelal rechtstreeks kunnen meten, waardoor astronomen een aantal kosmologische mysteries kunnen oplossen - zoals de rol die donkere energie speelde in de kosmische evolutie. Achterwaarts werkend zullen astronomen ook in staat zijn om meer uitgebreide modellen te bouwen van hoe het heelal zich in de loop van de tijd heeft ontwikkeld.
Dit wordt versterkt door het feit dat de ELT in staat zal zijn om ruimtelijk opgeloste spectroscopische onderzoeken uit te voeren van honderden massieve sterrenstelsels die zich aan het einde van de "donkere middeleeuwen" - ongeveer 1 miljard jaar na de oerknal - vormden. Daarbij zal de ELT beelden vastleggen van de vroegste stadia van de vorming van sterrenstelsels en informatie verstrekken die tot nu toe alleen beschikbaar was voor nabije sterrenstelsels.
Dit alles zal de fysische processen achter de vorming en transformatie van sterrenstelsels in de loop van miljarden jaren onthullen. Het zal ook de overgang aansturen van onze huidige kosmologische modellen (die grotendeels fenomenologisch en theoretisch zijn) naar een veel meer fysiek begrip van hoe het heelal zich in de loop van de tijd heeft ontwikkeld.
De ELT zal de komende jaren worden vergezeld door andere telescopen van de volgende generatie, zoals de Dertig meter telescoop (TMT), de Giant Magellan Telescope (GMT), de Vierkante kilometer Array (SKA) en de Vijfhonderd meter diafragma sferische telescoop (SNEL). Tegelijkertijd zijn ruimtetelescopen zoals de Doorgaande Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de James Webb Space Telescope (JWST) zullen naar verwachting talloze ontdekkingen opleveren.
Een revolutie in de astronomie komt eraan, en binnenkort!
