Προχωράει η κατασκευή του ισχυρότερου γήινου τηλεσκοπίου LBT

Άρθρο, Ιούλιος 2004

Δύο κάτοπτρα θα κοιτάζουν με μεγάλη διακριτική ικανότητα βαθιά μέσα στο Σύμπαν.

Εδώ και λίγους μήνες έχει αρχίσει η τελική φάση μιας εγκατάστασης και σύντομα θα ανεγερθεί το μεγαλύτερο διοπτρικό τηλεσκόπιο που έχει κατασκευαστεί ποτέ. Πρόκειται για ένα ισχυρότατο τηλεσκοπικό σύστημα με την ονομασία LBT (Large Binocular Telescope ), που θα αρχίσει να λειτουργεί το 2005 στην κορυφή του όρους Graham στην Αριζόνα των ΗΠΑ.

Το Μεγάλο Διοφθαλμικό Τηλεσκόπιο θα έχει δύο όμοια κάτοπτρα, διαμέτρου 8,4 m και βάρος 16 τόνους το καθένα, ενώ θα μας επιτρέψει να δούμε μεταξύ των άλλων πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια και νεοσχηματισθέντα άστρα μέσα σε νεφελώματα.

Μάλιστα θα βλέπουμε δέκα φορές πιο καθαρά από όσο με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, όταν εγκατασταθούν και τα δύο κάτοπτρα.

Η εργασία για το πρόγραμμα άρχισε το 1996 και θα κοστίσει συνολικά 100 εκατομμύρια δολάρια.

Η χρηματοδότηση και η κατασκευή

Το Διεθνές Αστεροσκοπείο (MGIO), το οποίο χρηματοδοτεί την όλη εγκατάσταση, αποτελείται από διάφορα επιστημονικά ιδρύματα των Ηνωμένων Πολιτειών, της Ιταλίας και της Γερμανίας, έπειτα από συμφωνία που υπογράφτηκε το 1989. Η συμφωνία εκείνη προέβλεπε τη δημιουργία ενός συμπλέγματος αποτελούμενου από δύο συνδεδεμένα τηλεσκοπικά κάτοπτρα 8,4 μέτρων το κάθε ένα (σαν ένα τεράστιο ζευγάρι κιάλια).

Μ' αυτές τις προδιαγραφές οι βάσεις και τα διάφορα μηχανολογικά και ηλεκτρικά συστήματα του τηλεσκοπίου άρχισαν να κατασκευάζονται στην Ιταλία το 1994 και σε οχτώ χρόνια ήταν έτοιμα, οπότε και μεταφέρθηκαν στην Αριζόνα το καλοκαίρι του 2002.

Φθηνότερο και αποτελεσματικότερο

Οι αστροφυσικοί που θα λειτουργήσουν το LBT θα μας αποκαλύψουν μυστικά καταχωνιασμένα στα μονοπάτια των νεφελωμάτων, των άστρων, των γαλαξιών

Η σχεδίαση του νέου αυτού είδους τηλεσκοπίου κρίθηκε απαραίτητη, γιατί η μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα που χρειάζονται οι νεότερες αστρονομικές μας παρατηρήσεις απαιτούν την κατασκευή όλο και πιο μεγάλων κατόπτρων, μια απαίτηση όμως που είναι ιδιαίτερα προβληματική στην υλοποίηση της.

Έτσι αποφασίστηκε ότι η συνδυαστική δύναμη δύο αρκετά μεγάλων κατόπτρων που θα λειτουργούσαν συμβολομετρικά θα ισοδυναμούσε με τη διακριτική ικανότητα ενός κατόπτρου με πολύ μεγαλύτερη διάμετρο.

Η σχεδίαση αυτή βοηθούσε επίσης και στη φθηνότερη κατασκευή ενός μόνο κτιρίου που θα το στέγαζε. Αποτέλεσμα όλων αυτών των σχεδιασμών ήταν το όλο πρόγραμμα να κοστίσει μέχρι και τέσσερις φορές φθηνότερα από άλλα μεγάλα τηλεσκοπικά συμπλέγματα, όπως είναι το ζευγάρι των τηλεσκοπίων Keck στο όρος Μαούνα Κέα της Χαβάης ή το τετραπλό τηλεσκοπικό συγκρότημα VLT του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου στη Χιλή.

Χρυσή εποχή

Το κάτοπτρο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο Εργαστήριο Κατόπτρων του Παρατηρητηρίου Steward στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και μεταφέρθηκε 220km στην κορυφή του όρους Graham όπου το τηλεσκόπιο κατασκευάζεται.

Το κτίριο στο οποίο θα εγκατασταθούν το νέο διοφθαλμικό τηλεσλόπθιο έχει ύψος περίπου 40 μέτρα, ενώ όταν όλα θα έχουν τελειώσει, την άνοιξη του 2005, τα δύο κάτοπτρα του τηλεσκοπίου θα απέχουν μεταξύ τους 14,4 μέτρα - το ένα κέντρο από το άλλο.

Τα δύο κάτοπτρα, που θα στοιχίσουν 22 εκατομμύρια δολάρια, όταν θα συνδυάσουν τις εικόνες τους, θα ισοδυναμούν με ένα κάτοπτρο διαμέτρου 22,8 m. 

Οι φωτογραφίες που θα μπορούν να καταγραφούν από το τηλεσκόπιο LBT θα έχουν τέτοια ευκρίνεια που δεν θα μπορούσαμε να πάρουμε από κανένα άλλο τηλεσκόπιο στην επιφάνεια της Γης ή και πάνω από την ενοχλητική ατμόσφαιρα του πλανήτη μας στο Διάστημα.

Γι' αυτό τα τεράστια αυτά κιάλια θα παίξουν ένα σημαντικό ρόλο στη διερεύνηση διαφόρων προβλημάτων σχετικών με τη δημιουργία του Σύμπαντος και τη διανομή της ύλης, το σχηματισμό και τη δομή των πρώτων γαλαξιών στο Σύμπαν, αλλά ακόμη και τη σύνθεση των στοιχείων που προϋποθέτουν τη δημιουργία της ζωής. Όλα αυτά είχαν διαμορφωθεί σε χρονικούς ορίζοντες πολύ πριν από τη διακριτική ικανότητα που έχουν τα τηλεσκόπια που διαθέταμε μέχρι τώρα.

Το LBT Θα έχει τη δυνατότητα να εισχωρήσει βαθιά στο εσωτερικό νεφελωμάτων, όπως είναι το NGC 604 στο γαλαξία Μ33, και να μας αποκαλύψει τις διεργασίες των πρώτων στιγμών  της αστρογένεσης

Αλλά και στη διερεύνηση των διεργασιών στο εσωτερικό των τεράστιων νεφελωμάτων αστρογένεσης, το LBT θα βοηθήσει να μελετήσουμε από κοντά τις διαδικασίες που συμβαίνουν εκεί, των φυσικών καταστάσεων που επικρατούν στη διάρκεια της γένεσης των πρωτοάστρων και των πρωτοπλανητικών δίσκων γύρω τους, καθώς και στη δημιουργία των διπλών ή πολλαπλών άστρων. Δηλαδή, το νέο τηλεσκόπιο θα μπορέσει να διαπεράσει τα σκοτεινά μονοπάτια αερίων και σκόνης που καλύπτουν περιοχές όπως είναι το νέφος στο «Ρο Οφιούχου» για να μας αποκαλύψει τα τεκταινόμενα στο εσωτερικό του. Μ' αυτόν τον τρόπο θα μπορέσουμε να διακρίνουμε πρωτοπλανητικούς δίσκους στα πρώτα στάδια της διαμόρφωσης τους και να συμπληρώσουμε έτσι τις γνώσεις μας για την εξελικτική πορεία των πρώτων σταδίων της γέννησης των άστρων.

Με το LBT όμως θα μας ανοίξουν διάπλατα οι απρόσιτες αυτές περίοδοι και θα παρατηρήσουμε τους γαλαξίες στην περίοδο της πρώτης τους διαμόρφωσης και της συγκέντρωσης τους σε σμήνη και υπερσμήνη, επιτρέποντας μας να βγάλουμε σαφέστερα συμπεράσματα σχετικά με το πρόβλημα της σκοτεινής ύλης και το ρόλο που αυτή παίζει στην όλη εξέλιξη του Σύμπαντος.

Οι ικανότητες του νέου τηλεσκοπίου θα βοηθήσουν επίσης και στη μελέτη της μορφολογίας των γαλαξιών και των γαλαξιακών πυρήνων, καθώς επίσης και στη διερεύνηση των γιγάντιων Μαύρων Τρυπών που βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών και των κβάζαρ. Τα αποτελέσματα αυτά θα μας βοηθήσουν έτσι να διαμορφώσουμε καλύτερα τις σύγχρονες απόψεις που έχουμε σχετικά με τη σωματιδιακή φυσική και την κοσμολογία.

Πολλές από τις παρατηρήσεις του LBT θα μας αποκαλύψουν επίσης και τις συνθήκες που επικρατούν στους εξωηλιακούς πλανήτες. Τα στοιχεία που θα αντληθούν από αυτού του είδους τις παρατηρήσεις θα προσθέσουν νέες σημαντικές πληροφορίες στις γνώσεις μας για τη δημιουργία πλανητικών συστημάτων, ένα πεδίο της αστροφυσικής που τα τελευταία περίπου δέκα χρόνια μας έχει επιτρέψει να ανακαλύψουμε εξωηλιακά πλανητικά συστήματα γύρω από περίπου 120 γειτονικά μας άστρα.

Το επόμενο κάτοπτρο λειαίνεται ακόμα και θα μεταφερθεί για τοποθέτηση στο Graham αργότερα. 

"Θα είναι το πρώτο μιας νέας γενεάς εξαιρετικά μεγάλων τηλεσκοπίων και θα σηματοδοτήσει μια νέα χρυσή εποχή για την εξερεύνηση του διαστήματος", αναφέρει ο Peter Strittmatter, πρόεδρος της εταιρείας του Μεγάλου Διοφθαλμικού Τηλεσκοπίου.

Γιατί επιλέχτηκε να κατασκευαστεί το Μεγάλο Διοφθαλμικό Τηλεσκόπιο;

Σχεδόν όλες οι αστρονομικές έρευνες και ανακαλύψεις πριν από το 1950 έγιναν από τα επίγεια οπτικά τηλεσκόπια. Οι κύριες παρατηρητικές πρόοδοι στις ΗΠΑ, την περίοδο 1900-1950, προήλθαν από τηλεσκόπια κτισμένα στην νοτιοδυτική περιοχή χρησιμοποιώντας φωτογραφικές μεθόδους.

Μετά από τον ΙΙ παγκόσμιο πόλεμο, οι τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν για το ραντάρ και τους πυραύλους  εφαρμόστηκαν στην αστρονομία, χρησιμοποιώντας όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα στην παρατήρηση, καθώς και στην άμεση εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος. Αυτές οι πρόοδοι, μαζί με την ανάπτυξη της ηλεκτρονικής απεικόνισης, ανέβασαν τις επιδόσεις της αστρονομίας σε όλα τα μήκη κύματος. Εντούτοις, καμία σημαντική πρόοδος δεν επιτεύχθηκε στα επίγεια τηλεσκόπια. Δεν χτίστηκε κανένα τηλεσκόπιο ισχυρότερο από το Palomar των 200 ιντσών, που ολοκληρώθηκε το 1947.

Σήμερα ο ρυθμός των τεχνολογικών προόδων στο διάστημα έχει επιβραδυνθεί. Τα μελλοντικά όργανα στο διάστημα, που θα είναι πιο ισχυρά από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble (HST) ή παρόμοια παρατηρητήρια που λειτουργούν όμως σε άλλα μήκη κύματος, θα είναι και πολύ ακριβά και θα καθυστερήσουν αρκετά.

Έχει αναγνωριστεί από όλους ότι, για τις οπτικές και υπέρυθρες παρατηρήσεις, τα νέα προηγμένα τηλεσκόπια στην κορυφή μεγάλων οροσειρών προσφέρουν τεράστιες δυνατότητες για μελλοντικές ανακαλύψεις στην αστρονομία και αστροφυσική, με πολύ μικρότερο κόστος.

Αν θέλουμε να συλλέξουμε καλύτερες εικόνες του διαστήματος - μία τάξη μεγέθους περισσότερο - από ό,τι κάνει το Hubble, μπορούμε  να το κάνουμε και από το έδαφος, που επιτρέπουν λεπτομερή ανάλυση των πιο εξασθενημένων και των πιο απόμακρων πηγών. Επιπλέον, στο έδαφος μπορεί να γίνει εκμετάλλευση των πιο πρόσφατων αισθητήρων και πιο γρήγορων κομπιούτερ.

Αυτές οι βελτιώσεις των τεχνικών διορθώνουν το πρόβλημα του ατμοσφαιρικού θολώματος και της οξύτητας της εικόνας, σε ένα επίπεδο πολύ καλύτερο του Hubble.

Πλεονεκτήματα του LBT έναντι του Hubble

• Μεγάλη επιφάνεια συλλογής με περισσότερη ευαισθησία στα εξασθενημένα αντικείμενα.

• Υψηλή ποιότητα απεικόνισης μέσω παθητικών και ενεργητικών ελέγχων των αστρικών εικόνων λόγω της ατμοσφαιρικής εξασθένισης  αλλά και άλλων παρεκκλίσεων.

• Ειδική σχεδίαση για την ελαχιστοποίηση της θερμικής ακτινοβολίας υποβάθρου.

• Ευπροσάρμοστη οργάνωση και γρήγορη εναλλαγή των οπτικών σχηματισμών για να αξιοποιηθούν στο μέγιστο οι συγκεκριμένες συνθήκες παρατήρησης.

• Υψηλή χωρική ανάλυση

• Χαμηλό κόστος κατασκευής και λειτουργίας

Είναι γεγονός ότι τα επίγεια τηλεσκόπια στις κορυφές των βουνών εισέρχονται σε μια νέα χρυσή εποχή.

Αναφορά: Δ.Σιμόπουλος, Πανεπιστήμιο Αριζόνας, BBC.