Come ha detto Carl Sagan, 'La comprensione è estasi'. Ma per comprendere l'Universo, abbiamo bisogno di modi sempre migliori per osservarlo. E questo significa una cosa: telescopi grandi, enormi, enormi.
In questa serie, esamineremo sei Super Telescope in costruzione:
- Il telescopio gigante di Magellano
- Il telescopio straordinariamente grande
- Telescopio da 30 metri
- Il Telescopio Europeo Estremamente Grande
- Telescopio sinottico di grandi dimensioni
- Telescopio spaziale James Webb
- Il telescopio per sondaggi a infrarossi a largo campo
Il telescopio dei trenta metri
Il Thirty Meter Telescope (TMT) è stato costruito da un gruppo internazionale di paesi e istituzioni, come molti Super Telescope. In effetti, sono orgogliosi di sottolineare che il consorzio internazionale dietro il TMT rappresenta quasi la metà della popolazione mondiale; Cina, India, USA, Giappone e Canada. Il progetto ha bisogno di molti partner per assorbire i costi; una cifra stimata di 1,5 miliardi di dollari.
Il cuore di tutti i Super Telescopi del mondo è lo specchio primario e il TMT non è diverso. Lo specchio primario per il TMT è, ovviamente, di 30 metri di diametro. È un design segmentato composto da 492 specchi più piccoli, ciascuno un esagono di 1,4 metri.
La capacità di raccolta della luce del TMT sarà 10 volte quella del Telescopio Keck , e più di 144 volte quella del Telescopio Spaziale Hubble .
Ma il TMT è molto più di un enorme 'secchio leggero'. Eccelle anche con altre capacità che definiscono l'efficacia di un super telescopio. Uno di questi è la cosiddetta risoluzione spaziale limitata alla diffrazione (DLSR).
Un'illustrazione dello specchio primario segmentato del Thirty Meter Telescope. Immagine per gentile concessione dell'Osservatorio Internazionale TMT
Quando un telescopio è puntato su oggetti distanti che sembrano vicini, la luce di entrambi può diffondersi abbastanza da far apparire i due oggetti come uno. La risoluzione spaziale limitata alla diffrazione significa che quando un 'oscilloscopio osserva una stella o un altro oggetto, nessuna luce proveniente da quell'oggetto viene dispersa da difetti nel telescopio'. Il TMT distinguerà più facilmente gli oggetti vicini l'uno all'altro. Quando si tratta di DLSR, il TMT supererà il Keck di un fattore 3 e supererà l'Hubble di un fattore 10 ad alcune lunghezze d'onda.
Fondamentale per la funzione di specchietti grandi e segmentati come il TMT è ottica attiva . Controllando la forma e la posizione di ciascun segmento, l'ottica attiva consente allo specchio primario di compensare le variazioni di vento, temperatura o sollecitazioni meccaniche sul telescopio. Senza ottica attiva e la sua tecnologia gemella ottica adattiva , che compensa il disturbo atmosferico, qualsiasi telescopio più grande di circa 8 metri non funzionerebbe correttamente.
Il TMT opererà nelle lunghezze d'onda del vicino ultravioletto, del visibile e del vicino infrarosso. Sarà più piccolo del Telescopio Europeo Estremamente Grande (E-ELT), che avrà uno specchio primario di 39 metri. L'E-ELT opererà nelle lunghezze d'onda ottiche e infrarosse.
I Super Telescopi del mondo sono dei colossi. Non solo nelle dimensioni dei loro specchi, ma nella loro massa. La massa in movimento del TMT sarà di circa 1.420 tonnellate. Spostare rapidamente il TMT fa parte del design del TMT, perché deve rispondere rapidamente quando viene individuata qualcosa come una supernova. Il caso scientifico dettagliato richiede che il TMT acquisisca un nuovo obiettivo entro 5-10 minuti.
Ciò richiede un complesso sistema informatico per coordinare gli strumenti scientifici, gli specchi, l'ottica attiva e l'ottica adattiva. Questa è stata una delle sfide iniziali del progetto TMT. Permetterà al TMT di rispondere a fenomeni transitori come le supernovae quando vengono individuati da altri telescopi come il Telescopio sinottico di grandi dimensioni .
La scienza
Il TMT indagherà la maggior parte delle questioni importanti in astronomia e cosmologia oggi. Ecco una panoramica dei principali argomenti che il TMT affronterà:
- La natura della materia oscura
- La fisica degli oggetti estremi come le stelle di neutroni
- Le prime galassie e la reionizzazione cosmica
- Formazione Galattica
- Buchi neri supermassicci
- Esplorazione della Via Lattea e delle galassie vicine
- La nascita e le prime vite di stelle e pianeti
- Scienza del dominio del tempo: supernovae e esplosioni di raggi gamma
- Esopianeti
- Il nostro sistema solare
Questo è un elenco completo di argomenti, per essere sicuri. Lascia molto poco fuori ed è una testimonianza della potenza e dell'efficacia del TMT.
Il potere grezzo del TMT non è in discussione. Una volta in funzione, farà progredire la nostra comprensione dell'Universo su più fronti. Ma la posizione effettiva del TMT potrebbe essere ancora in discussione.
Dove sarà costruito il TMT?
La posizione originale per il TMT era Montagna Bianca , la vetta di 4.200 metri delle Hawaii. Mauna Kea è una posizione eccellente ed è la sede di numerosi telescopi, in particolare l'Osservatorio Keck, il Telescopio Gemini , il Telescopio Subaru , il Telescopio Canada-Francia-Hawaii , e il Telescopio James Clerk Maxwell . Mauna Kea è anche il sito dell'antenna più occidentale del Array di base molto lungo .
La cima del Mauna Kea è un sito privilegiato per i telescopi, come mostrato in questa immagine. Immagine per gentile concessione di Mauna Kea Observatories
La disputa tra parte del popolo hawaiano e il TMT è stata ben documentata altrove, ma la lamentela di base sul TMT è che la cima del Mauna Kea è terra sacra e vorrebbero che il TMT fosse costruito altrove.
Le organizzazioni dietro il TMT vorrebbero ancora che fosse costruito a Mauna Kea e un processo legale si sta svolgendo attorno alla controversia. Durante quel processo, hanno identificato diversi possibili siti alternativi per il telescopio, tra cui La palma nelle Isole Canarie. Universe Today ha contattato lo scienziato dell'Osservatorio TMT Christophe Dumas, PhD., in merito al possibile trasferimento del TMT in un altro sito.
Il Dr. Dumas ci ha detto che “Mauna Kea rimane il luogo preferito per il TMT a causa delle sue superbe condizioni di osservazione e per la sinergia con altre strutture partner TMT già presenti sulla montagna. La sua altissima altitudine di quasi 14.000 piedi lo rende il principale sito astronomico dell'emisfero settentrionale. Il cielo sopra Mauna Kea è molto stabile, il che consente di ottenere immagini molto nitide. Ha anche un'eccellente trasparenza, basso inquinamento luminoso e temperature fredde stabili che migliorano la sensibilità per le osservazioni nell'infrarosso.
Il sito secondario preferito a La Palma ospita oltre 10 altri telescopi, ma il trasferimento alle Isole Canarie potrebbe influire sulla scienza svolta dal TMT? Il Dr. Dumas afferma che anche il sito delle Isole Canarie è eccellente, con caratteristiche atmosferiche simili a Mauna Kea, tra cui stabilità, trasparenza, oscurità e frazione di notti serene.
Il Gran Telescopio Canarias è il più grande telescopio attualmente a La Palma. A 10 m di diametro, sarebbe sminuito dal TMT. Immagine: di Pachango – Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6880933
Come spiega il dott. Dumas, “La Palma si trova a un'altitudine inferiore e in media più calda del Mauna Kea. Questi due fattori ridurranno la sensibilità TMT ad alcune lunghezze d'onda nella regione infrarossa dello spettro.
Il Dr. Dumas ha detto a Universe Today che questa ridotta sensibilità nell'infrarosso può essere in qualche modo superata programmando diversi compiti di osservazione. 'Questo problema specifico può essere in parte mitigato implementando una programmazione adattativa delle osservazioni TMT, per abbinare l'esecuzione dei programmi a infrarossi più impegnativi con le migliori condizioni atmosferiche sopra La Palma'.
Fine del procedimento giudiziario
Il 3 marzo si sono conclusi 44 giorni di udienze in tribunale nel TMT. In quel periodo, 71 persone hanno testimoniato a favore e contro la costruzione del TMT a Mauna Kea. Quelli contro il telescopio dicono che il sito è terra sacra e non dovrebbe avere più costruzioni di telescopi su di esso. Quelli del TMT si sono espressi a favore della scienza che il TMT fornirà a tutti e delle opportunità educative che fornirà agli hawaiani.
Sebbene la costruzione sia stata ritardata e le persone siano andate in tribunale per fermare il progetto, sembra che il TMT sarà sicuramente costruito, da qualche parte. Il finanziamento è in atto, il design è finalizzato e la produzione dei componenti è in corso. I ritardi significano che la prima luce del TMT è ancora incerta, ma una volta arrivati lì, il TMT cambierà le regole del gioco, proprio come gli altri Super Telescopi del mondo.