На вершине сплющенной горы в чилийской пустыне Атакама один из крупнейших в мире телескопов может помочь ученым ответить на извечный вопрос: «Есть ли жизнь там?». В настоящее время ведется строительство, и он должен начать функционировать в начале следующего десятилетия. Гигант Телескоп Магеллана (GMT) подтолкнул ученых к инновациям и созданию новых технологий в их стремлении увидеть самые слабые и самые отдаленные объекты во вселенной.
В качестве места расположения телескопа ученые выбрали обсерваторию Лас Кампанас, расположенную в районе, где нет светового загрязнения и ясной погоды в среднем более 300 дней в году. Консорциум из десяти университетов и исследовательских центров, в том числе Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, участвует, чтобы покрыть цену телескопа в 1 миллиард долларов. (По завершении его годовой операционный бюджет составит около 36 миллионов долларов.)
«Задача создания этого телескопа заключается в том, что мы хотели иметь очень большое первичное зеркало», - говорит Чарльз Алкок, директор Гарвард-Смитсоновского центра. «Причины, по которым эти зеркала должны быть большими, заключаются в том, что мы ищем очень слабые объекты». Очень большое занижение; в то время как основное зеркало космического телескопа Хаббла имеет восемь футов в диаметре, GMT будет иметь размеры более восьмидесяти футов. В десять раз превышающий диаметр Хаббла, он также сделает изображения таких вещей, как далекие планеты, проходящие перед звездами, в десять раз более четкими. Когда будет завершено, корпус GMT будет иметь высоту 22 этажа и охватывать площадь размером с три футбольных поля.
Строительство этих огромных зеркал происходит более чем в 7000 милях от Чили, в Зеркальной Лаборатории Обсерватории Стюарда, расположенной ниже футбольного стадиона в Университете Аризоны. Под руководством профессора астрономии Дж. Роджера П. Ангела команда занимается литьем под давлением легких сотовых зеркал GMT, названных в честь их узорчатого внешнего вида. Большинство телескопов содержат два зеркала, но Ангел и его команда используют семь. Основное зеркало будет содержать семь отдельных кусочков стекла, каждый весом 20 тонн. Шесть изогнутых наружных зеркал будут окружать основное, создавая то, что Алкок из Гарвард-Смитсоновского центра описывает как «уникальную форму в истории точного конструирования зеркал». Семь зеркал объединятся в мозаику и будут действовать как одно большое зеркало с единый фокус.
Когда телескопы становятся больше, зеркала тоже должны. Ангел решил сделать это своей миссией, потому что, по его словам, «стекольная промышленность вообще не занималась этим». Проектирование этих зеркал происходило в течение нескольких десятилетий и сделало возможным GMT. Ангел говорит, что если его инопланетные коллеги используют телескопы для наблюдения Земли, «мне нравится представлять, что они используют зеркала, подобные нам».
Сотовое зеркало - важнейшая технология супер-телескопов, которая уводит ученых дальше, чем когда-либо прежде. Большой бинокулярный телескоп в Аризоне, посвященный в 2004 году, использует сотовые зеркала, как и Multiple Mirror Telescope (MMT), также в Аризоне. MMT был введен в эксплуатацию в 1970-х годах, а Angel оснастил его новым зеркалом в 1992 году. Ученые предпочитают эти зеркала, потому что они обычно охлаждают ночью, в отличие от других типов, которые остаются горячими и вызывают мерцающие эффекты, которые портят изображения.
После шести лет технологических инноваций лаборатория Ангела завершила первое зеркало GMT в 2012 году. У команды теперь есть четыре зеркала на разных стадиях разработки, на каждом из которых работает до 30 человек. «Самая большая проблема заключается в том, чтобы быть абсолютно уверенным, что мы правильно поняли, когда это такая сложная форма», - говорит Ангел. Из Аризоны завершенные зеркала будут перемещаться по шоссе - фактор, который ограничивал их размеры - в лодку, направляющуюся в Чили. Ангел ждет завершения и тестирования второго зеркала, прежде чем начать поставки.
«Гигантский телескоп Магеллана довольно интересен, потому что он, вероятно, больше, чем любой другой телескоп, который мы когда-либо строили, действительно основывается на современных технологиях», - заявил астрофизик и лауреат Нобелевской премии 2011 года Брайан Шмидт на мероприятии в Смитсоновском институте в начале этого месяца. «У него есть лазеры, у него есть адаптируемая оптическая система. Все это построено вместе ». Шмидт работает на факультете в Австралийском национальном университете, входящем в консорциум GMT.
Шмидт и другие ученые возлагают большие надежды на то, что ввод GMT в эксплуатацию будет успешным. К счастью для них, в отличие от космического телескопа Хаббла, у GMT есть преимущество в том, что он основан на Земле, если в будущем возникнут какие-либо проблемы.
«Настоящий трюк - это инструменты, - говорит Андреа Дюпри, астрофизик из Гарвард-Смитсоновского центра. - Все, что делает телескоп, - это собирает свет и бросает его в инструмент, и именно здесь вы делаете технологические достижения».
С GMT у ученых будет достаточно света, чтобы сфотографировать далекие планеты и, возможно, даже узнать об их атмосферах. Если они обнаружат признаки кислорода, то поиск других форм жизни может быть не за горами. Огромные размеры телескопа также позволят ученым узнать о темной материи и ответить на вопросы о том, когда и как появились первые звезды. «Возможность пройти и исследовать эти первые звезды, это, безусловно, одна из вещей, которые я действительно хочу сделать с Гигантским Магеллановым телескопом», - сказал Шмидт на мероприятии.
Ученые, вложенные в будущее GMT, все согласны с тем, что трудно предсказать вопросы о вселенной, на которые может ответить их новая технология. «Самые захватывающие открытия будут неожиданными», - говорит Дюпри.
