Wir Menschen haben einen unstillbaren Hunger, das Universum zu verstehen. Wie Carl Sagan sagte: "Verstehen ist Ekstase." Aber um das Universum zu verstehen, brauchen wir immer bessere Möglichkeiten, es zu beobachten. Und das bedeutet eines: große, riesige, riesige Teleskope.
In dieser Serie werden 6 der Super-Teleskope der Welt vorgestellt:
- Das riesige Magellan-Teleskop
- Das überwältigend große Teleskop
- Das 30-Meter-Teleskop
- Das europäische extrem große Teleskop
- Das große synoptische Vermessungsteleskop
- Das James Webb Weltraumteleskop
- Das Weitfeld-Infrarot-Vermessungsteleskop
Das Riesen-Magellan-Teleskop (GMT) wird in Chile am Las Campanas-Observatorium gebaut, wo sich die Vorgänger des GMT, die Magellan-Teleskope, befinden. Die Atacama-Region in Chile ist aufgrund ihrer hervorragenden Sichtbedingungen ein ausgezeichneter Ort für Teleskope. Es ist eine Wüste in großer Höhe, daher ist es dort extrem trocken und kühl, mit wenig Lichtverschmutzung.
Das GMT wird von den USA, Australien, Südkorea und Brasilien gebaut. Der Bau der Anlage begann im Jahr 2015, und das erste Licht sollte Anfang 2020 sein.
Segmentierte Spiegel sind der Höhepunkt der Technologie, wenn es um Superteleskope geht, und die GMT basiert auf dieser Technologie.
Der Primärspiegel des GMT besteht aus 7 separaten Spiegeln: einem zentralen Spiegel, der von 6 anderen Spiegeln umgeben ist. Zusammen bilden sie eine optische Oberfläche mit einem Durchmesser von 24,5 Metern. Das bedeutet, dass die GMT eine Lichtsammelfläche von insgesamt 368 Quadratmetern oder fast 4.000 Quadratfuß haben wird. Das GMT übertrifft das Hubble-Weltraumteleskop durch ein zehnmal höheres Auflösungsvermögen.
Die Größe der einzelnen Spiegel, die gebaut werden können, ist begrenzt, und die 8,4-Meter-Spiegel im GMT befinden sich an den Grenzen der Bauweise. Aus diesem Grund werden segmentierte Systeme in der GMT und in anderen Superteleskopen verwendet, die weltweit entwickelt und gebaut werden.
Diese Spiegel sind moderne Meisterleistungen der Technik. Jeder besteht aus 20 Tonnen Glas und der Bau dauert Jahre. Der erste Spiegel wurde 2005 gegossen und 6 Jahre später noch poliert. Tatsächlich sind die Spiegel so massiv, dass sie 6 Monate brauchen, um sich abzukühlen, wenn sie aus dem Guss herauskommen.
Sie sind nicht nur flache, einfache Spiegel. Sie werden als Kartoffelchips beschrieben, anstatt flach zu sein. Sie sind asphärisch, was bedeutet, dass die Flächen der Spiegel steil gekrümmte Oberflächen haben. Die Spiegel müssen genau die gleiche Krümmung haben, um zusammen zu arbeiten, was eine hochmoderne Fertigung erfordert. Die paraboloidale Form der Spiegel muss mit einer Genauigkeit von mehr als 25 Nanometern poliert werden. Das ist ungefähr 1/25 der Wellenlänge des Lichts selbst!
Wenn Sie einen der Spiegel des GMT nehmen und von der Ostküste bis zur Westküste der USA ausbreiten, beträgt die Höhe des höchsten Berges auf dem Spiegel nur einen halben Zoll.
Es ist geplant, dass das Riesen-Magellan-Teleskop mit nur vier seiner Spiegel seinen Betrieb aufnimmt. Das GMT wird auch einen zusätzlichen Spiegel haben, nur für Eventualitäten.
Die Konstruktion der GMT-Spiegel erforderte völlig neue Prüfmethoden und -geräte, um diese anspruchsvollen Genauigkeiten zu erreichen. Die gesamte Aufgabe fiel dem Richard F. Caris Mirror Lab der Universität von Arizona zu.
GMT ist jedoch mehr als nur sein Hauptspiegel. Es hat auch einen Sekundärspiegel, der ebenfalls segmentiert ist. Jedes Segment des Sekundärspiegels muss mit seinem passenden Segment auf dem Primärspiegel zusammenarbeiten, und der Abstand zwischen Sekundärspiegel und Primärspiegel muss innerhalb eines Teils von 500 Millionen gemessen werden. Dies erfordert eine genaue Konstruktion der Stahlkonstruktion des Teleskopkörpers.
Die Technik hinter dem GMT ist äußerst anspruchsvoll, aber was hilft es uns, wenn es einmal in Betrieb ist, etwas über das Universum zu lernen?
"Ich denke, die wirklich aufregenden Dinge werden Dinge sein, an die wir noch nicht gedacht haben." -DR. Robert Kirshner
Die GMT wird uns helfen, mehrere Rätsel im Universum zu lösen, wie Dr. Robert Kirshner vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in diesem Video erklärt.
Die wissenschaftlichen Ziele der GMT sind gut dargelegt, und es gibt keine wirklichen Überraschungen. Die Ziele der GMT sind es, unser Verständnis einiger grundlegender Aspekte unseres Universums zu verbessern:
- Stern-, Planeten- und Scheibenbildung
- Extrasolare Planetensysteme
- Sternpopulationen und chemische Evolution
- Galaxienmontage und Evolution
- Grundphysik
- Erstes Licht und Reionisierung
Das GMT wird mehr Licht sammeln als jedes andere Teleskop, weshalb seine Entwicklung so genau verfolgt wird. Es wird der erste Bereich sein, in dem extrasolare Planeten direkt abgebildet werden können, was enorm aufregend sein wird. Mit der GMT können wir möglicherweise die Farbe von Planeten und möglicherweise sogar Wettersystemen erkennen.
Wir sind es gewohnt, Bilder von Jupiters Sturmbändern und Wetterphänomenen auf anderen Planeten in unserem Sonnensystem zu sehen, aber so etwas auf außersolaren Planeten zu sehen, wird erstaunlich sein. Das ist etwas, von dem selbst die Gelegenheitsinteressierte sofort fasziniert sein werden. Es ist, als würde Science Fiction zum Leben erweckt.
Natürlich sind wir noch weit davon entfernt. Da das erste Licht erst Anfang 2020 erwartet wird, müssen wir sehr geduldig sein.
