Wij mensen hebben een onverzadigbare honger om het universum te begrijpen. Zoals Carl Sagan zei: 'Begrip is extase.' Maar om het universum te begrijpen, hebben we steeds betere manieren nodig om het te observeren. En dat betekent één ding: grote, enorme, enorme telescopen.
In deze serie kijken we naar 6 van 's werelds Super Telescopes:
- De Giant Magellan-telescoop
- De overweldigend grote telescoop
- De 30 meter telescoop
- De Europese extreem grote telescoop
- De grote synoptische surveytelescoop
- De James Webb Space Telescope
- De Wide Field Infrared Survey Telescope
De Giant Magellan Telescope (GMT) wordt gebouwd in Chili, bij het Las Campanas Observatory, de thuisbasis van de voorgangers van de GMT, de Magellan Telescopes. De regio Atacama in Chili is een uitstekende locatie voor telescopen vanwege de uitstekende kijkomstandigheden. Het is een woestijn op grote hoogte, dus het is daar extreem droog en koel, met weinig lichtvervuiling.
De GMT wordt gebouwd door de Verenigde Staten, Australië, Zuid-Korea en Brazilië. Het begon met de bouw van faciliteiten in 2015 en het eerste licht zou begin 2020 moeten zijn.
Gesegmenteerde spiegels zijn het toppunt van technologie als het gaat om supertelescopen, en de GMT is rond deze technologie gebouwd.
De primaire spiegel van de GMT bestaat uit 7 afzonderlijke spiegels: één centrale spiegel omgeven door 6 andere spiegels. Samen vormen ze een optisch oppervlak met een diameter van 24,5 meter (80 ft.). Dat betekent dat de GMT een totaal lichtopvangoppervlak heeft van 368 vierkante meter, of bijna 4.000 vierkante voet. De GMT presteert beter dan de Hubble-ruimtetelescoop door een oplossend vermogen te hebben dat 10 keer groter is.
Er is een limiet aan de grootte van enkele spiegels die kunnen worden gebouwd en de 8,4 meter lange spiegels in de GMT staan aan de limieten van constructiemethoden. Daarom worden gesegmenteerde systemen gebruikt in de GMT en in andere supertelescopen die over de hele wereld worden ontworpen en gebouwd.
Deze spiegels zijn moderne technische hoogstandjes. Elk is gemaakt van 20 ton glas en het duurt jaren om te bouwen. De eerste spiegel werd in 2005 gegoten en werd 6 jaar later nog steeds gepolijst. De spiegels zijn zelfs zo enorm dat ze 6 maanden nodig hebben om af te koelen wanneer ze uit het gieten komen.
Het zijn niet zomaar platte, simpele spiegels. Ze worden beschreven als chips, in plaats van plat te zijn. Ze zijn asferisch, wat betekent dat de gezichten van de spiegels steil gebogen oppervlakken hebben. De spiegel moet exact dezelfde kromming hebben om samen te kunnen presteren, wat geavanceerde fabricage vereist. De paraboloïde vorm van de spiegels moet worden gepolijst met een nauwkeurigheid van meer dan 25 nanometer. Dat is ongeveer 1 / 25ste van de golflengte van licht zelf!
Sterker nog, als je een van de spiegels van de GMT meeneemt en die van de oostkust naar de westkust van de VS verspreidt, zou de hoogte van de hoogste berg op de spiegel slechts 1/2 inch zijn.
Het plan is dat de Giant Magellan-telescoop begint te werken met slechts vier van zijn spiegels. De GMT heeft ook een extra spiegel gebouwd, alleen voor onvoorziene gebeurtenissen.
De constructie van de spiegels van de GMT vereist geheel nieuwe testmethoden en apparatuur om deze veeleisende nauwkeurigheid te bereiken. De hele taak viel op het Richard F. Caris Mirror Lab van de Universiteit van Arizona.
Maar GMT is meer dan alleen de hoofdspiegel. Het heeft ook een secundaire spiegel, die ook is gesegmenteerd. Elk van de segmenten van de secundaire spiegel moet samenwerken met het bijbehorende segment op de primaire spiegel, en de afstand van de secundaire spiegel tot de primaire spiegel moet worden gemeten binnen een deel per 500 miljoen. Dat vereist veeleisende techniek voor de stalen structuur van de behuizing van de telescoop.
De techniek achter de GMT is buitengewoon veeleisend, maar wat zal het, als het eenmaal in werking is, ons helpen meer te weten te komen over het heelal?
"Ik denk dat de echt opwindende dingen dingen zullen zijn die we nog niet hebben gedaan." -Dr. Robert Kirshner
De GMT zal ons helpen meerdere mysteries in het heelal aan te pakken, zoals Dr. Robert Kirshner van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in deze video uitlegt.
De wetenschappelijke doelstellingen van de GMT zijn goed ingedeeld en er zijn niet echt verrassingen. De doelen van de GMT zijn om ons begrip van enkele fundamentele aspecten van ons universum te vergroten:
- Vorming van sterren, planeten en schijven
- Extrasolar planetaire systemen
- Stellaire populaties en chemische evolutie
- Galaxy-montage en evolutie
- Fundamentele fysica
- Eerste licht en reionisatie
De GMT zal meer licht opvangen dan elke andere telescoop die we hebben, en daarom wordt de ontwikkeling zo nauwlettend gevolgd. Het zal de eerste 'scope zijn om direct extrasolaire planeten in beeld te brengen, wat enorm spannend zal zijn. Met de GMT kunnen we misschien de kleur van planeten zien, en misschien zelfs weersystemen.
We zijn gewend om afbeeldingen te zien van Jupiter's stormbanden en weersverschijnselen op andere planeten in ons zonnestelsel, maar om zoiets te kunnen zien op buitenzonne-planeten zal verbazingwekkend zijn. Dat is iets waar zelfs de informele persoon die geïnteresseerd is in de ruimte onmiddellijk door gefascineerd zal zijn. Het is alsof sciencefiction tot leven komt.
Natuurlijk zijn we nog ver verwijderd van dat soort gebeurtenissen. Nu het eerste licht pas begin 2020 wordt verwacht, zullen we heel geduldig moeten zijn.
