Noi umani abbiamo una fame insaziabile di capire l'Universo. Come ha detto Carl Sagan, 'La comprensione è estasi'. Ma per capire l'Universo, abbiamo bisogno di modi sempre migliori per osservarlo. E questo significa una cosa: telescopi grandi, enormi, enormi.
In questa serie esamineremo 6 dei Super Telescopi del mondo:
- Il telescopio gigante di Magellano
- Il telescopio straordinariamente grande
- Il telescopio da 30 metri
- Il Telescopio Europeo Estremamente Grande
- Il grande telescopio sinottico di indagine
- Il telescopio spaziale James Webb
- Il telescopio per sondaggi a infrarossi a largo campo
Il telescopio gigante di Magellano
Il Giant Magellan Telescope (GMT) è in costruzione in Cile, a Osservatorio Las Campanas , sede dei predecessori del GMT il Telescopi Magellano . Il Atacama La regione del Cile è un luogo eccellente per i telescopi grazie alle sue superbe condizioni di visibilità. È un deserto di alta quota, quindi è estremamente secco e fresco, con poco inquinamento luminoso.
Il GMT è stato costruito da Stati Uniti, Australia, Corea del Sud e Brasile. Ha iniziato la costruzione della struttura nel 2015 e le prime luci dovrebbero essere nei primi anni del 2020.
Il cuore del Giant Magellan Telescope è lo specchio primario segmentato. Immagine: Telescopio Magellano Gigante – GMTO Corporation
Gli specchi segmentati sono l'apice della tecnologia quando si tratta di super telescopi e il GMT è costruito attorno a questa tecnologia.
Lo specchio primario del GMT è costituito da 7 specchi separati: uno specchio centrale circondato da altri 6 specchi. Insieme formano una superficie ottica di 24,5 metri (80 piedi) di diametro. Ciò significa che il GMT avrà un'area totale di raccolta della luce di 368 metri quadrati, o quasi 4.000 piedi quadrati. Il GMT supererà le prestazioni del telescopio spaziale Hubble avendo un potere risolutivo 10 volte maggiore.
C'è un limite alla dimensione dei singoli specchi che possono essere costruiti e gli specchi da 8,4 metri nel GMT sono ai limiti dei metodi di costruzione. Ecco perché i sistemi segmentati sono in uso nel GMT e in altri super telescopi progettati e costruiti in tutto il mondo.
Questi specchi sono moderni capolavori di ingegneria. Ognuno è composto da 20 tonnellate di vetro e ci vogliono anni per essere costruito. Il primo specchio è stato lanciato nel 2005 ed era ancora in fase di lucidatura 6 anni dopo. In effetti, gli specchi sono così massicci che hanno bisogno di 6 mesi per raffreddarsi quando escono dal casting.
Non sono solo specchi piatti e semplici. Sono descritti come patatine, piuttosto che essere piatti. Sono asferici, il che significa che le facce degli specchi hanno superfici fortemente curve. Gli specchi devono avere esattamente la stessa curvatura per funzionare insieme, il che richiede una produzione all'avanguardia. La forma paraboloide degli specchi deve essere lucidata con una precisione superiore a 25 nanometri. È circa 1/25 della lunghezza d'onda della luce stessa!
In effetti, se prendessi uno degli specchi del GMT e lo distendi dalla costa orientale alla costa occidentale degli Stati Uniti, l'altezza della montagna più alta sullo specchio sarebbe solo di 1/2 pollice.
Il piano prevede che il Giant Magellan Telescope inizi a funzionare con solo quattro dei suoi specchi. Il GMT avrà anche uno specchio extra costruito, solo per le contingenze.
La costruzione degli specchi del GMT ha richiesto metodi di prova e attrezzature completamente nuovi per ottenere queste esigenti precisioni. L'intero compito ricadde sull'Università dell'Arizona Richard F. Caris Mirror Lab .
Ma GMT non è solo il suo specchio principale. Ha anche uno specchio secondario, anch'esso segmentato. Ciascuno dei segmenti dello specchio secondario deve lavorare di concerto con il suo segmento corrispondente sullo specchio primario e la distanza dallo specchio secondario allo specchio primario deve essere misurata entro una parte su 500 milioni. Ciò richiede un'ingegneria rigorosa per la struttura in acciaio del corpo del telescopio.
L'ingegneria alla base del GMT è estremamente impegnativa, ma una volta che sarà in funzione, cosa ci aiuterà a conoscere l'Universo?
'Penso che le cose davvero eccitanti saranno cose a cui non abbiamo ancora pensato.' -Dott. Robert Kirshner
Il GMT ci aiuterà ad affrontare molteplici misteri nell'Universo, come spiega in questo video il Dr. Robert Kirshner, dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Gli obiettivi scientifici del GMT sono ben delineati e non ci sono davvero sorprese. Gli obiettivi del GMT sono di aumentare la nostra comprensione di alcuni aspetti fondamentali del nostro Universo:
- Formazione di stelle, pianeti e dischi
- Sistemi planetari extrasolari
- Popolazioni stellari ed evoluzione chimica
- Assemblaggio ed evoluzione della galassia
- Fisica fondamentale
- Prima luce e reionizzazione
Il GMT raccoglierà più luce di qualsiasi altro telescopio che abbiamo, motivo per cui il suo sviluppo è seguito così attentamente. Sarà il primo 'scope per visualizzare direttamente i pianeti extrasolari, il che sarà enormemente eccitante'. Con il GMT, potremmo essere in grado di vedere il colore dei pianeti e forse anche dei sistemi meteorologici.
Siamo abituati a vedere immagini delle bande temporalesche di Giove e dei fenomeni meteorologici su altri pianeti del nostro Sistema Solare, ma essere in grado di vedere qualcosa del genere su pianeti extrasolari sarà sbalorditivo. È qualcosa che anche la persona interessata allo spazio occasionale sarà immediatamente affascinata. È come se la fantascienza prendesse vita.
Certo, siamo ancora molto lontani da tutto ciò che accade. Con le prime luci non previste fino all'inizio del 2020, dovremo essere molto pazienti.