Chilen Atacama-autiomaassa sijaitsevan litteän vuoren päällä yksi maailman suurimmista kaukoputkista voi auttaa tutkijoita vastaamaan ikivanhaan kysymykseen: ”Onko siellä elämää?” Tällä hetkellä rakenteilla ja parhaillaan käynnissä seuraavan vuosikymmenen alussa, jättiläinen Magellanin teleskooppi (GMT) on saanut tutkijat innovoimaan ja luomaan uutta tekniikkaa pyrkiessään näkemään maailmankaikkeuden pisimmät ja kaukana olevat kohteet.
Teleskoopin sijoittamiseksi tutkijat valitsivat Las Campanasin observatorion, joka sijaitsee alueella, jolla ei ole valon pilaantumista ja selkeää säätä keskimäärin yli 300 päivää vuodessa. Kymmenen yliopiston ja tutkimuskeskuksen yhteenliittymä, mukaan lukien Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskus, siruillaan kattamaan kaukoputken miljardin dollarin hintalaatan. (Valmistuttuaan sen vuotuinen toimintabudjetti on noin 36 miljoonaa dollaria.)
"Tämän kaukoputken rakentamisen haasteena on, että halusimme erittäin suuren pääpeilin", sanoo Harvard-Smithsonian-keskuksen johtaja Charles Alcock. "Syyt näiden peilien on oltava suuria, koska etsimme esineitä, jotka ovat hyvin heikkoja." Erittäin iso on aliarvioitu; kun taas Hubble-avaruusteleskoopin ensisijainen peili on halkaisijaltaan kahdeksan jalkaa, GMT: n mitta on yli kahdeksankymmentä jalkaa. Kymmenenkertainen Hubblen halkaisija tekee siitä myös teräviä kuvia asioista, kuten kaukaisista planeetoista, jotka kulkevat tähtiä edessä kymmenen kertaa. Valmistuttuaan GMT: n kotelo seisoo 22 kerrosta korkeana ja kattaa kolmen jalkapallokentän kokoisen alueen.
Näiden valtavien peilien rakentaminen tapahtuu yli 7000 mailin päässä Chilestä Steward Observatory Mirror Lab -sivustolla, joka sijaitsee Arizonan yliopiston jalkapallostadionin alla. Tähtitieteen professori J. Roger P. Angelin johdolla joukkue pyörittää valamalla GMT: n kevyitä hunajakennopeilejä, jotka on nimetty niiden kuvioidusta ulkoasusta. Suurimmassa osassa kaukoputkia on kaksi peiliä, mutta Angel ja hänen tiiminsä käyttävät seitsemää. Ensisijainen peili sisältää seitsemän yksittäistä lasipalaa, jokaisen paino 20 tonnia. Kuusi kaarevaa ulkopeiliä ympäröi ensisijaista, mikä luo sen, mitä Alcock Harvard-Smithsonian-keskuksesta kuvaa "ainutlaatuiseksi muotoksi tarkkuuspeilisuunnittelun historiassa". Seitsemän peiliä yhdistyvät mosaiikiksi ja toimivat yhtenä suurena peilinä. yksi painopiste.
Kun kaukoputket suurenevat, myös peilien on oltava. Enkeli päätti tehdä tehtävänsä, koska hän sanoo: ”Lasinvalmistusalalla ei ollut puututtu siihen ollenkaan.” Näiden peilien suunnittelu tapahtui vuosikymmenien ajan ja on mahdollistanut GMT: n. Angel sanoo, että jos hänen muukalaisten kollegansa käyttävät teleskooppeja tarkkailemaan maata, "haluan kuvitella heidän käyttävän meille samanlaisia peilejä."
Hunajakennopeili on välttämätön tekniikka super-teleskooppien takana, jotka vievät tutkijoita kauemmas kuin koskaan ennen. Arizonassa vuonna 2004 omistettu suuri kiikarikoppa - teleskooppi käyttää hunajakennopeilejä, samoin kuin Monizon Mirror Telescope (MMT), myös Arizonassa. MMT otettiin käyttöön 1970-luvulla, ja Angel asensi sen uudella peilillä vuonna 1992. Tutkijat suosivat näitä peilejä, koska niillä on taipumus jäähtyä yöllä, toisin kuin muissa tyypeissä, jotka pysyvät kuumina ja aiheuttavat hohtavia vaikutuksia, jotka pilaavat kuvia.
Kuuden vuoden teknisen innovoinnin jälkeen Angelin laboratorio valmisti GMT: n ensimmäisen peilin vuonna 2012. Ryhmässä on nyt neljä peiliä eri kehitysvaiheissa, joissa jokaisessa työskentelee jopa 30 ihmistä. "Suurin haaste on varmistaa täysin varma, että meillä on oikein, kun se on niin vaikea muoto", Angel sanoo. Arizonasta valmistetut peilit kulkevat valtatiellä - tekijä, joka rajoitti niiden kokoa - Chileen suuntautuvaan veneeseen. Angel odottaa toisen peilin valmistumista ja testausta ennen siirtojen aloittamista.
"Giant Magellanin kaukoputki on varsin mielenkiintoinen, koska se todennäköisesti perustuu enemmän kuin mikään muu koskaan rakennettu teleskooppi nykyaikaiseen tekniikkaan", astrofysiikka ja vuoden 2011 Nobel-palkinnon voittaja Brian Schmidt kertoivat Smithsonian-tapahtumassa aiemmin tässä kuussa. ”Siinä on laserit, siinä on tämä mukautuva optiikkajärjestelmä. Kaikki tämä on rakennettu yhdessä. ”Schmidt on Australian kansallisen yliopiston tiedekunnassa, osa GMT-konsortiota.
Schmidt ja muut tutkijat toivovat, että GMT: n käyttöönotto onnistuu. Heille onneksi, toisin kuin Hubble-avaruusteleskooppi, GMT: n etuna on se, että se on maapallolla, jos ongelmia ilmenee.
"Oikea temppu on instrumentit", sanoo Andrea Dupree, Harvard-Smithsonian-keskuksen astrofysiikka. "Ainoa kaukoputki kerää valoa ja heittää sen instrumenttiin. Siellä teetkin teknisiä parannuksia."
GMT: n avulla tutkijoilla on tarpeeksi valoa kuvata kaukana olevia planeettoja ja ehkä jopa oppia ilmakehästään. Jos he havaitsevat hapen merkkejä, muiden elämänmuotojen löytäminen ei välttämättä ole kaukana. Teleskoopin valtava koko antaa tutkijoille myös mahdollisuuden oppia pimeästä aineesta ja vastata kysymyksiin siitä, milloin ja miten ensimmäiset tähdet muodostuivat. "Kyky käydä läpi ja tutkia noita ensimmäisiä tähtiä, se on varmasti yksi asia, jonka haluan todella tehdä Giant Magellan-kaukoputken kanssa", Schmidt kertoi tapahtumassa.
GMT: n tulevaisuuteen sijoittuneet tutkijat ovat kaikki yhtä mieltä siitä, että on vaikea ennustaa, millaisia maailmankaikkeutta koskevia kysymyksiä heidän uusi tekniikka voisi vastata. "Mielenkiintoisimmista löytöistä tulee odottamattomia", Dupree sanoo.
