Projekt Gigantycznego Teleskopu Magellana przygotowuje się na kluczowe 12–24 miesiące, a jego ostatnia faza projektowania jest w toku, gdy zespół odpowiedzialny za projekt szuka dalszych funduszy, aby urzeczywistnić marzenie o teleskopie z wieloma zwierciadłami o średnicy 25,4 m (83 stóp).
The Gigantyczny Teleskop Magellana (GMT) Konsorcjum 16 uniwersytetów i instytucji badawczych odbyło swój pierwszy w historii szczyt 14 kwietnia. Szczyt był sposobem na poinformowanie naukowców, mediów i opinii publicznej o postępach w projektowaniu i budowie teleskopu po oficjalnym przejściu projektu przez Narodową Fundację Nauki (NSF) do końcowej fazy projektowania latem 2025 roku.
GMT jest jednym z trzech teleskopów mniej więcej klasy trzydziestometrowej (~98 stóp), które powinny zostać udostępnione w latach trzydziestych XXI wieku. The Niezwykle duży teleskop (ELT) budowany przez Europejskie Obserwatorium Południowe w Chile jest już w fazie budowy na pełną skalę, a jego 39-metrowy (128 stóp) powinien jako pierwszy zostać oddany do użytku w 2029 r.
Komplikacje
W przypadku GMT i innego ogromnego teleskopu nowej generacji, zwanego Teleskopem Trzydziestometrowym (TMT), sytuacja jest bardziej złożona. Obydwa są teleskopami amerykańskimi, przynajmniej częściowo finansowanymi przez NSF. Jednak w 2024 r. NSF dysponowało budżetem na gigantyczny teleskop ograniczona do 1,6 miliarda dolarówco nie wystarczy na pełne finansowanie obu obserwatoriów. To spowodowało, że oba projekty zwróciły się ku darowiznom prywatnym i zagranicznym.
Jaffe ujawnił, że jego partnerzy zainwestowali dotychczas w projekt GMT ponad miliard dolarów.
„Wkład ten, w dużej mierze możliwy dzięki darczyńcom i darczyńcom z całego świata, umożliwił aktywną produkcję i montaż 40% elementów teleskopu” – powiedział Jaffe.
Na szczycie góry Las Campanas, 2400 metrów nad poziomem morza, na chilijskiej pustyni Atacama, gdzie nocne niebo jest ciemniejsze, bardziej suche i stabilniejsze niż gdziekolwiek indziej na świecie, wykopano już fundamenty pod GMT oraz położono drogi, instalacje i konstrukcje wsporcze. W Rockford w stanie Illinois inżynierowie z firmy Ingersoll Machine Tools konstruują ogromny uchwyt, w którym będzie utrzymywany siedem zwierciadeł głównych o średnicy 8,4 msiedem 1-metrowych zwierciadeł wtórnych i instrumenty naukowe. Po ukończeniu uchwyt będzie miał 128 stóp (39 metrów) wysokości (przypadkowo będzie miał wielkość całego lustra ELT) i waży 2600 ton. Jest tak duży, że firma musiała zbudować specjalną halę produkcyjno-montażową o powierzchni 3700 metrów kwadratowych, aby go pomieścić.
Zwierciadła natomiast tworzą unikalną konstrukcję optyczną. Zarówno ELT, jak i TMT mają jedno ogromne zwierciadło utworzone z wielu połączonych ze sobą segmentów, ale jak wspomniano w poprzednim akapicie, główna powierzchnia odbijająca GMT składa się z siedmiu oddzielnych dużych luster, każde nieco większe niż na przykład zwierciadło Teleskopu Subaru na Hawajach. W rzeczywistości są to największe pojedyncze zwierciadła teleskopu, jakie kiedykolwiek wyprodukowano. Dla kontrastu, zwierciadła główne 10-metrowych teleskopów WM Keck składają się z segmentów, a nie z jednego, pojedynczego, solidnego zwierciadła.
Projekt ten, stwierdziła główna naukowiec GMT Rebecca Bernstein, ma kilka zalet, między innymi to, że wspomaga optykę adaptacyjną teleskopu.
Optyka adaptacyjna opisuje, w jaki sposób zwierciadła teleskopu mogą wprowadzać drobne zmiany w swoim kształcie, aby przeciwdziałać migotaniu gwiazdy przez atmosfera.
GMT to w zasadzie ogromna wersja teleskopu zwierciadlanego, którego możesz używać na swoim podwórku. W przypadku teleskopów amatorskich światło odbija się od zwierciadła głównego i jest odbijane przez mniejsze zwierciadło wtórne do ogniska w okularze. W przypadku GMT siedem zwierciadeł głównych jest odzwierciedlonych, przepraszam za kalambur, przez siedem mniejszych zwierciadeł wtórnych, które są odkształcalne.
„Oni zmieniają zasady gry” – powiedział Bernstein. „Zwierciadła wtórne to złożone struktury o grubości 2 mm i średnicy 1 metra. Z tyłu każdego lustra przymocowanych jest około 700 maleńkich magnesów, które są popychane i ciągnięte przez cewki elektromagnetyczne, aby umożliwić zwierciadłom zmianę kształtu tysiące razy na sekundę w celu usunięcia drgań atmosferycznych”.
Tych siedem zwierciadeł głównych, działających wspólnie ze zwierciadłami wtórnymi i optyką adaptacyjną, rzuci nowe spojrzenie na wszechświat. Egzoplanety w strefa mieszkalna odległych gwiazd są kluczowym celem. Koronograf będzie blokował światło gwiazdy, izolując światło wszelkich planet wokół tej gwiazdy, umożliwiając spektroskopowe pomiary światła tej planety za pomocą instrumentu zwanego konsorcjum GMT-CLEF, za pomocą którego można szukać biosygnałów w atmosferze planety.
Na drugim końcu skali – całość galaktyki w odległym wszechświecie zostaną poddane analizie.
„Wiemy, że galaktyki oraz znajdujące się w nich gwiazdy i planety powstają z ogromnych obłoków gazu przyciąganych przez grawitację” – powiedziała Gwen Rudie, astronom z Carnegie Institution of Science w Kalifornii. Jak masywne gwiazdy Iść supernowa ponownie wypychają ten gaz, co prowadzi do cyklu opadania gazu, formowania się gwiazd, a następnie ponownego wydmuchiwania.
„Ten cykl nie jest jeszcze poznany, ponieważ dostrzeżenie gazu było zbyt trudne” – powiedział Rudie. „GMT pozwoli nam badać galaktyki na ogromnych odległościach, co oznacza cofnięcie się w czasie 10–11 miliardów lat temu, kiedy galaktyki najszybciej tworzyły gwiazdy. Zrewolucjonizuje naszą wiedzę, tworząc pierwsze mapy gazu otaczającego poszczególne galaktyki. Będziemy mogli zajrzeć do serc tych młodych galaktyk, aby połączyć miejsca narodzin i śmierci gwiazd bezpośrednio z przepływami gazu”.
Jednakże Rudie jest podekscytowana potencjałem tych obserwacji, a jeszcze bardziej podekscytowana nieoczekiwanymi rzeczami, które może odkryć GMT.
„Wierzę, że najbardziej niezwykłych odkryć, jakich dokona GMT, będą te, których nawet sobie jeszcze nie wyobrażaliśmy” – powiedział Rudie. – Nie wiadomo, co znajdziemy.
Jednakże cały ten potencjał zostanie utracony, jeśli projektowanie i budowa GMT nie zostaną ukończone. Nawet przy założeniu, że Kongres Stanów Zjednoczonych zapewni fundusze federalne, nie wystarczy to, a Jaffe twierdzi, że w ramach projektu planuje się powiększenie obecnego 16-osobowego konsorcjum i zachęcenie do dalszych prywatnych inwestycji w celu sfinansowania budowy i obsługi teleskopu, których szacunkowa suma wynosi ponad 2 miliardy dolarów.
„Przyniesie to więcej zasobów i zwiększy moc mózgu do napędzania odkryć, co doprowadzi do obserwacji naukowych w latach trzydziestych XXI wieku” – powiedział Jaffe.
Przy odrobinie szczęścia wszystkie trzy gigantyczne teleskopy zostaną w pełni sfinansowane, zbudowane i uruchomione do połowy lat trzydziestych XXI wieku. Między nimi oraz we współpracy z innymi uznanymi obserwatoriami, takimi jak Rubina i Kosmiczny Teleskop Jamesa Webbaobiecują zmienić nasze rozumienie gwiazd, galaktyk i potencjału życia poza nimi Ziemia.
