Folyadéktükrös teleszkóp megnyitása Indiában | Tudományok

Egyedülálló teleszkóp, amely fókuszáló fényt tartalmaz egy lassan forgó folyékony higannyal, nem pedig egy szilárd tükörrel, India felett nyitotta meg szemét az ég. Ilyen teleszkópokat már korábban is építettek, de a 4 méter széles International Liquid Mirror Telescope (ILMT) az első nagy távcső, amelyet csillagászati ​​célokra építettek, egyfajta jutalmaként a magaslati helyzetmegfigyelőknek – a 2450 méteres Devasthal Prize Obszervatórium Himalája.

Bár a csillagászoknak meg kell elégedniük azzal, hogy csak egyenesen néznek, a belgiumi, kanadai és indiai konzorcium által épített 2 millió dolláros műszer sokkal olcsóbb, mint az üvegtükrös távcsövek. Az ILMT-től egy kőhajításnyira található a 3,6 méteres Devasthal Optical Steering Telescope (DOT) – amelyet ugyanekkor a belga cég épített – de 18 millió dollárért. „Gyakran az egyszerű dolgok a legjobbak” – mondta Jean Sorge, a Liege-i Egyetem projektvezetője. Egyes csillagászok szerint a folyékony tükrök ideális technológiát jelentenek egy óriás távcsőhöz a Holdon, amely a világegyetem első csillagainak idejére vezethető vissza.

Amikor egy tál fényvisszaverő folyékony higanyt megforgatunk, a gravitáció és a centrifugális erő kombinációja a folyadékot tökéletes parabolaformába löki, akárcsak egy hagyományos teleszkóptükör – de nem számítva az üres üvegtükör öntését, a felületének parabolává csiszolását, és fényvisszaverő alumíniummal bevonva.

Az ILMT álma eredetileg az 1990-es évek végén volt. A higanyt tartalmazó, tányér alakú edényt 2012-ben szállították Indiába, de a teleszkópkonténer építése késett. Aztán a kutatók megállapították, hogy nincs elég higanyjuk. Mivel még többen várnak rájuk, beütött a COVID-19 világjárvány, lehetetlenné téve az indiai utazást. Végül áprilisban a csapat feltérképezett 50 liter forgó higanyt, így 3,5 mm vastagságú, egyenértékű réteget hozott létre. Egy ilyen hosszú terhesség után „mindannyian nagyon boldogok vagyunk” – mondja Paul Hickson, a vancouveri British Columbia Egyetem munkatársa.

A forgó tükör, amely egyenesen felfelé néz, a telihold szélességével nagyjából megegyező égboltfoltot fog látni, ahogy a Föld forgása szürkülettől hajnalig végigpásztázza az égen. „Csak kapcsolja be, és engedje el” – mondja Hickson. Az objektumok hosszú vonalakként jelennek meg a képen; A különálló képpontok ezután összeadhatók egyetlen hosszú expozíció létrehozásához. Mivel a teleszkóp nagyjából ugyanazt az égboltcsíkot látja egymást követő éjszakákon, több éjszaka expozíciói összeadhatók, így nagyon érzékeny képeket kaphatunk a halvány tárgyakról.

Alternatív megoldásként az egyik éjszakai kép levonható a másikból, hogy megtudja, mi változott, felfedve átmeneti objektumokat, például szupernóvákat és kvazárokat, távoli galaxisok fényes magjait, amelyek apadnak és elhalványulnak, ahogy a szupermasszív fekete lyukak felfalják az anyagot. Surdej gravitációs lencséket szeretne keresni, amelyekben egy galaxis vagy galaxishalmaz gravitációja egy távoli objektum fényét óriási nagyítóként hajlítja meg. Az objektum fényerejének érzékeny ILMT-mérései felfedik a lencsegalaxisok tömegét, és segíthetnek megbecsülni az univerzum tágulási sebességét. Egy tanulmány szerint akár 50 lencse is látható lehet az ILMT égboltjában.

A hagyományos földmérő teleszkópok, mint például a kaliforniai Zwicky Transit Facility és a közelgő Vera C. Rubin Obszervatórium Chilében, sokkal nagyobb területet fednek le az égbolton. De nem valószínű, hogy minden este visszatérnek ugyanahhoz a folthoz, hogy változásokat keressenek. „Kénytelenek vagyunk egy résünkre” – mondja Hickson. Az ILMT a DOT mellett ülhet, és olyan műszerekkel van felszerelve, amelyek gyorsan képesek átvizsgálni a szomszédja által észlelt elhaladó tárgyakat. Ennek a markercsapatnak a megközelítése „átfogóbb és tudományosan gazdagabb” – mondja Dipankar Banerjee, a Devastal Obszervatóriumot üzemeltető Aryapatta Kutatóintézet igazgatója.

Ha az ILMT sikeres lesz, Surdej szerint a technológiát ki lehet fejleszteni, hogy sokkal nagyobb folyadéktükröket építsenek a Holdra, amely vonzó hely a jövőbeli óriástávcsövek számára, mivel szeizmikusan kevésbé aktív, mint a Föld, és nincs légköre. A Földön a bolygó forgásából eredő Coriolis-effektus torzítaná a Merkúr mozgását a 8 méternél nagyobb tükrökben. De a Hold lassabban forog, ami sokkal nagyobb folyadéktükröket tesz lehetővé – bár nem a Merkúré. Túl nehéz ahhoz, hogy a Holdra vigyük, éjszaka megfagy, nappal pedig elpárolog. De több mint egy évtizeddel ezelőtt a folyadéktükrök úttörője, Ermanno Porra, a Laval Egyetemről bebizonyította, hogy az „ionos folyadékok”, a könnyű, alacsony fagypontú olvadt sók ellenállnak a hold körülményeinek, és vékony ezüstréteggel fényvisszaverővé tehetők.

A 2000-es években a NASA és a Kanadai Űrügynökség is megbízást adott a Hold felszínén lévő folyadéktükör-teleszkópok vizsgálatára, de ezek nem mentek tovább. A csillagászok azt remélik, hogy a Hold-kutatás iránti jelenlegi érdeklődés és az olyan magán űrvállalatok által kínált olcsó kilövések, mint a SpaceX, újjáéledést fognak ösztönözni. 2020-ban a Texasi Egyetem (Austin) egy csapata javasolta a végső nagy távcsövet, egy 100 méteres folyadéktükröt, amely évekig folyamatosan bámulná ugyanazt az égboltot a Hold egyik pólusáról. Egy ilyen óriás halvány fotoncseppeket tudott összegyűjteni az első csillagokból, amelyek megvilágították az univerzumot, még a galaxisok létezése előtt. Van egy „egyedülálló rés egy nagyszerű cég számára” – mondja Roger Engel, az Arizonai Egyetem veterán tükörkészítője. [liquid] Tükör, amely meghaladja azt, amit mások megtehetnek.”