Reklama
  • Czwartek, 6 lipca (10:05)

    Okno z widokiem na wieczność Co czyni pustynię ­Atakama rajem dla astro­nomów?

Dzięki nowoczesnemu systemowi laserów Very Large Telescope jest w stanie śledzić pozostałości Wielkiego Wybuchu i poszukiwać możliwych do zamieszkania światów. Ale to nie wszystko – ta technologia ma także utorować drogę najbystrzejszemu oku, jakie ludzkość kiedykolwiek skierowała w niebo...

Po co teleskop stwarza sztuczne gwiazdy?

Reklama

Od roku nowy system wykorzystywany w Very Large Telescope (VLT, Bardzo Duży Teleskop) kieruje promienie czterech 22-watowych laserów w niebo (zdjęcie). Pobudzając do świecenia jony sodu na wysokości 90 kilometrów, tworzą sztuczne gwiazdy referencyjne. Pozwalają one ocenić poziom turbulencji w atmosferze ziemskiej i umożliwiają VLT wykonywanie wyraźniejszych niż kiedy­kolwiek zdjęć naszego wszechświata.

Odkrycia uzyskane za pomocą znajdującego się na chilijskiej pustyni Atakama Bardzo Dużego Teleskopu przynoszą średnio ponad jedną specjalistyczną publikację dziennie. To sprawia, że prowadzony przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) obiekt jest najbardziej produktywnym naukowo naziemnym urządzeniem tego typu.

Tim de Zeeuw, dyrektor generalny Europejskiego Obserwatorium Południowego „Z pomocą Extremely Large Telescope dokonamy odkryć, jakich dziś nie jesteśmy sobie w stanie nawet wyobrazić”.

Co czyni pustynię ­Atakama rajem dla astro­nomów?

Pustynia Atakama na północy Chile nie jest zbyt gościnnym dla życia miejscem – ale to zarazem jedna z najlepszych lokalizacji na całym świecie dla chcących parać się astronomią. Panują tu niemal perfekcyjne warunki klimatyczne do oglądania gwiazd, ponieważ powietrze nigdzie nie jest bardziej suche i spokojne niż na wznoszącej się na 2635 metrów n.p.m. górze Paranal.

Przez ponad 340 nocy w roku niebo nad nią jest całkowicie bezchmurne. Nic więc dziwnego, że to tutaj postawiono ­obserwatorium z najnowocześniejszym teleskopem optycznym na naszej planecie – VLT (na zdjęciu).

a pierwszy rzut oka miejsce, z którego badacze od prawie dwudziestu lat obserwują wszechświat, samo wygląda jak z innej planety. Ze swoimi czerwono-brązowymi skałami pustynia Atakama na północy Chile przypomina raczej krajobraz marsjański – gdyby nie cztery srebrzyste bloki, które ze szczytu góry Paranal wzbijają się na 30 metrów w niebo. W każdym znajduje się wielki teleskop najnowszej generacji, który śledzi obiekty świecące cztery miliony razy słabiej niż wszystko, co jest w stanie dostrzec ludzkie oko. Razem tworzą one tzw. Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope, VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) – najbardziej zaawansowany instrument optyczny świata. Jego zadanie: rozwiązywać zagadki kosmosu...

Kwartet laserowych gwiazd

Zwierciadła VLT to gigantyczne zbieracze światła. Są w stanie wyłapać fotony, które wyruszyły w podróż, zanim wszechświat osiągnął wiek miliarda lat. Dzięki temu teleskop pozwala astronomom wejrzeć daleko w przeszłość. VLT może śledzić kosmos na odległość do 30 miliardów lat świetlnych i badać przy tym galaktyki, które powstały stosunkowo niedługo po Wielkim Wybuchu.

Ale nie tylko: może on także obserwować chaos, jaki wywołują narodziny gwiazdy, lub szukać globów nadających się do zamieszkania – na przykład w oddalonym o 40 lat świetlnych układzie ­Trappist-1, w którym niedawno ­odkryto siedem planet podobnych do Ziemi.

Co przy tym ważne: im większe zwierciadło teleskopu, tym więcej światła może zebrać i tym słabiej świecące obiekty można następnie rozpoznać na podłączonych do niego systemach ultranowoczesnych kamer. Aby w przyszłości obrazy były jeszcze wyraźniejsze, w VLT zastosowano innowacyjną technologię laserową: od kwietnia 2016 roku nad północnym Chile rozbłyskuje kwartet sztucznych gwiazd.

Jak one powstają? Wystrzelone w niebo superprecyzyjne promienie lasera skłaniają do świecenia cząsteczki sodu na wysokości 90 kilometrów. Dzięki tym sztucznym punktom teleskop jest w stanie ocenić poziom turbulencji w warstwach atmosfery i wyrównać zniekształcenia. To sprawia, że uzyskiwane przez niego zdjęcia są niemal tak wyraźne, jak gdyby były wykonywane bezpośrednio w kosmosie.

Jak VLT toruje drogę ­następnemu super­teleskopowi?

Nowy laser to nie tylko gwarancja wyraźnych jak nigdy zdjęć, ale i projekt testowy dla mega­inwestycji realizowanej 20 kilometrów od Paranal. Na górze Armazones, 3064 metry nad poziomem morza, jest obecnie budowany European Extremely Large Telescope (Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski, E-ELT) – superteleskop o wartości ponad miliarda euro i rozmiarach boiska do piłki ręcznej.

– Będzie to największy teleskop świata obserwujący zakres światła widzialnego i bliskiej podczerwieni – a więc najbystrzejsze oko, jakie ludzkość kiedykolwiek skierowała w niebo – mówi dyrektor ESO, Tim de Zeeuw. Kolos ma zapewnić postęp w szukaniu odpowiedzi na pytania o początki wszechświata. Ale ma też pomóc uprawiać kosmiczną archeologię w sąsiednich galaktykach, badać właściwości ciemnej materii, a nawet dostarczyć przełomowych danych o miejscach nadających się na kolonizację. – Nie mamy dowodu na istnienie planet podobnych do Ziemi w naszym sąsiedztwie – mówi astronom ESO Fernando Comerón.

– Jednak nie dlatego, że takich globów nie ma, lecz dlatego, że dotąd nie dysponowaliśmy środkami pozwalającymi na ich znalezienie. E-ELT ma to zmienić. Comerón nazywa go „teleskopem XXII wieku”, który zrewolucjonizuje nasze postrzeganie wszechświata i otworzy nam nowe okno z widokiem na wieczność. Podobnie jak to uczynił ponad 400 lat temu niejaki Galileo Galilei, gdy po raz pierwszy skierował swój teleskop w rozgwieżdżone niebo.

Jakie superoko będzie od 2024 roku szukać planet podobnych do Ziemi?

Wraz z platformą nośną teleskop będzie ważył około 5500 ton – w przybliżeniu tyle, co dziesięć zatankowanych do pełna samolotów pasażerskich A380.

Podobnie jak VLT, nowy superteleskop także dysponuje systemem laserów, który generuje sztuczne gwiazdy stałe. W ten sposób może neutralizować błędy obrazu i robić zdjęcia w jakości, jakiej uzyskanie było dotąd możliwe jedynie z kosmosu.

Na tej platformie znajdują się wszystkie instrumenty obserwacyjne teleskopu: kamery, detektory itd.

Gigantyczne zwierciadło główne nie mogło powstać z jednego kawałka materiału, ponieważ uginałoby się pod własnym ciężarem. Dlatego jest zbudowane niczym oko owada – składa się z 798 sześciokątnych segmentów, z których każdy ma 1,4 metra szerokości i 5 centymetrów grubości.

System pięciu zwierciadeł

Jak sama nazwa wskazuje, Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (E-ELT) ma usunąć w cień wszystkich swoich poprzedników i stać się najpotężniejszym teleskopem optycznym świata. Jego olbrzymie zwierciadło składać się będzie z 798 sześciokątnych elementów, które wykonają 15 razy wyraźniejsze zdjęcia niż Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

Od 2024 roku to gigantyczne urządzenie na chilijskiej pustyni ma szukać w odległym kosmosie planet przyjaznych dla życia i pomóc rozszyfrować największe tajemnice wszechświata. Prace konstrukcyjne już trwają – według szacunków łączne koszty projektu wyniosą ponad miliard euro.

Lekko przesunięte zwierciadło E zapewnia stabilność obrazu. Poza tym kieruje ono światło do zaawansowanych technologicznie kamer, detektorów oraz innych narzędzi obserwacyjnych i pomiarowych.

Ponad 1000 siłowników zmienia kształt zwierciadła D kilka tysięcy razy na sekundę, co pozwala korygować rozmycie obrazu wywołane turbulencjami atmosfery ziemskiej.

Stąd światło zawracane jest w kierunku zwierciadła D, które służy do korekty obrazu.

Zwierciadło wtórne (średnica: 4 metry) kieruje promienie światła przez otwór w zwierciadle D na zwierciadło C, znajdujące się pod nim.

Zwierciadło główne A o średnicy 39 metrów i powierzchni 978 metrów kwadratowych jest największym kiedykolwiek zaprojektowanym elementem optycznym. Gromadzi ono światło rozgwieżdżonego nieba i odbija je w kierunku zwierciadła wtórnego B.

Konsultacja naukowa: dr Tomasz Mrozek, Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Zakład Fizyki Słońca Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Zobacz również

  • W dawnych czasach kat nie tylko wykonywał mniej lub bardziej okrutne wyroki sądu. Pełnił także inne, równie ważne funkcje: odpowiadał za czystość ulic, grzebanie zmarłych oraz... rzeszę miejskich... więcej

Twój komentarz może być pierwszy

Zapoznaj się z Regulaminem
Wypełnienie pól oznaczonych * jest obowiązkowe.