Στην κορυφή ενός πεπλατυσμένου βουνού στην έρημο Atacama της Χιλής, ένα από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να απαντήσουν στο παλιό ερώτημα «Υπάρχει ζωή εκεί έξω;» Επί του παρόντος υπό κατασκευή και σε καλό δρόμο για να τεθεί σε λειτουργία την αρχή της επόμενης δεκαετίας, Το Magellan Telescope (GMT) ώθησε τους επιστήμονες να καινοτομούν και να δημιουργήσουν νέα τεχνολογία στην προσπάθειά τους να δουν τα πιο αδύναμα και πιο απομακρυσμένα αντικείμενα του σύμπαντος.
Για τη θέση του τηλεσκοπίου, οι επιστήμονες επέλεξαν το Observatory του Las Campanas, που βρίσκεται σε μια περιοχή χωρίς φωτεινή ρύπανση και καθαρό καιρό για περισσότερο από 300 μέρες το χρόνο κατά μέσο όρο. Μια κοινοπραξία δέκα πανεπιστημίων και ερευνητικών κέντρων, συμπεριλαμβανομένου του Κέντρου Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμινσόνιαν, εισέρχονται για να καλύψουν την τιμή του 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων του τηλεσκοπίου. (Με την ολοκλήρωση, ο ετήσιος προϋπολογισμός λειτουργίας θα είναι περίπου 36 εκατομμύρια δολάρια.)
"Η πρόκληση για την κατασκευή αυτού του τηλεσκοπίου είναι ότι θέλαμε να έχουμε έναν πολύ μεγάλο πρωτεύοντα καθρέφτη", λέει ο Charles Alcock, διευθυντής του Κέντρου του Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν. "Οι λόγοι που οι καθρέφτες αυτοί πρέπει να είναι μεγάλοι είναι επειδή αναζητούμε αντικείμενα που είναι πολύ αχνά". ενώ ο κύριος καθρέφτης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Χαμπλ έχει διάμετρο οκτώ ποδιών, τα GMT θα μετρήσουν περισσότερο από ογδόντα πόδια. Σε δέκα φορές τη διάμετρο του Hubble, θα κάνει επίσης εικόνες από πράγματα όπως οι μακρινές πλανήτες που διέρχονται μπροστά από τα αστέρια δέκα φορές πιο απότομες. Όταν ολοκληρωθεί, το περίβλημα της GMT θα σταθεί σε ύψος 22 ιστοριών και θα καλύψει μια έκταση τριών ποδοσφαιρικών πεδίων.
Η οικοδόμηση αυτών των τεράστιων καθρεφτών συμβαίνει περισσότερο από 7.000 μίλια από τη Χιλή, στο Steward Observatory Mirror Lab, που βρίσκεται κάτω από το γήπεδο ποδοσφαίρου στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. Κάτω από την καθοδήγηση του καθηγητή αστρονομίας J. Roger P. Angel, μια ομάδα περιστρέφει τους ελαφριούς κερατοειδείς καθρέφτες της GMT, που ονομάζονται για την εμφάνιση τους με σχέδια. Τα περισσότερα τηλεσκόπια περιέχουν δύο καθρέφτες, αλλά ο Άνγκελ και η ομάδα του χρησιμοποιούν επτά. Ο κύριος καθρέφτης θα περιέχει επτά μεμονωμένα κομμάτια γυαλιού, το καθένα ζυγίζει 20 τόνους. Έξι καμπύλες εξωτερικοί καθρέφτες θα περιβάλλουν το πρωταρχικό, δημιουργώντας αυτό που περιγράφει το Alcock από το Κέντρο Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν ως "ένα μοναδικό σχήμα στην ιστορία του σχεδιασμού καθρέφτη ακριβείας." Οι επτά καθρέφτες θα έρθουν μαζί σαν μωσαϊκό και θα λειτουργήσουν ως ένας μεγάλος καθρέφτης μια μόνο εστίαση.
Καθώς τα τηλεσκόπια μεγαλώνουν, πρέπει και οι καθρέφτες. Ο Άνγκελ αποφάσισε να κάνει την αποστολή του γιατί λέει: «Η επιχείρηση κατασκευής γυαλιού δεν το αντιμετώπισε καθόλου». Ο σχεδιασμός αυτών των κατόπτρων πραγματοποιήθηκε εδώ και αρκετές δεκαετίες και κατέστησε δυνατή τη δυνατότητα GMT. Ο Άγγελς λέει ότι αν οι εξωγήινοι ομολόγοι του χρησιμοποιούν τηλεσκόπια για να παρατηρήσουν τη Γη, «μου αρέσει να φαντάζομαι ότι χρησιμοποιούν καθρέφτες παρόμοια με μας».
Ο κυψελωτός καθρέφτης είναι η βασική τεχνολογία πίσω από τα σούπερ-τηλεσκόπια που παίρνουν τους επιστήμονες μακρύτερα από ποτέ. Το Μεγάλο Διόφθαλμο Τηλεσκόπιο στην Αριζόνα, αφιερωμένο το 2004, χρησιμοποιεί καθρέφτες με κηρήθρα, όπως και το Τηλεσκόπιο Πολλαπλών Κατόπτρων (MMT), επίσης στην Αριζόνα. Το MMT τέθηκε σε λειτουργία τη δεκαετία του 1970 και ο Άγγελος το έθεσε με ένα νέο καθρέφτη το 1992. Οι επιστήμονες προτιμούν αυτούς τους καθρέφτες επειδή τείνουν να κρυώσουν τη νύχτα, σε αντίθεση με άλλους τύπους που παραμένουν ζεστοί και προκαλούν λαμπερά αποτελέσματα που χαλάζουν εικόνες.
Μετά από έξι χρόνια τεχνολογικής καινοτομίας, το εργαστήριο του Angel ολοκλήρωσε τον πρώτο καθρέφτη της GMT το 2012. Η ομάδα έχει πλέον τέσσερις καθρέφτες σε διάφορα στάδια ανάπτυξης, με 30 άτομα να εργάζονται σε κάθε μία από αυτές. "Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι να είμαστε απολύτως βέβαιοι ότι το έχουμε σωστό όταν είναι τόσο δύσκολο σχήμα", λέει ο Angel. Από την Αριζόνα, οι ολοκληρωμένοι καθρέφτες θα ταξιδεύουν από τον αυτοκινητόδρομο - ένας παράγοντας που περιορίζει το μέγεθός τους - σε μια βάρκα που κατευθύνεται προς τη Χιλή. Ο Angel περιμένει την ολοκλήρωση και τη δοκιμή του δεύτερου καθρέφτη προτού ξεκινήσει τις αποστολές.
"Το τζάκο του Giant Magellan είναι αρκετά ενδιαφέρον, διότι είναι πιθανότατα περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο τηλεσκόπιο που έχουμε κατασκευάσει, βασισμένο στην σύγχρονη τεχνολογία", δήλωσε ο αστροφυσικός και ο νικητής βραβείων Νόμπελ Brian Schmidt σε μια εκδήλωση Smithsonian νωρίτερα αυτό το μήνα. "Έχει λέιζερ, έχει αυτό το προσαρμόσιμο σύστημα οπτικών. Έχει όλα αυτά χτισμένο μαζί. "Schmidt είναι στο σχολείο στο Αυστραλιανό Εθνικό Πανεπιστήμιο, μέρος της κοινοπραξίας GMT.
Ο Schmidt και οι άλλοι επιστήμονες έχουν μεγάλες ελπίδες ότι η θέση σε λειτουργία του GMT θα είναι επιτυχής. Ευτυχώς γι 'αυτά, σε αντίθεση με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, το GMT έχει το πλεονέκτημα ότι είναι βασισμένο στη Γη, αν προκύψουν προβλήματα στο κάτω μέρος της γραμμής.
"Το πραγματικό τέχνασμα είναι τα όργανα", λέει ο Andrea Dupree, ένας αστροφυσικός στο Κέντρο Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν. "Όλο το τηλεσκόπιο κάνει είναι να συλλέγει το φως και να το ρίχνει σε ένα όργανο και αυτό είναι όπου κάνεις τις τεχνολογικές εξελίξεις".
Με το GMT, οι επιστήμονες θα έχουν αρκετό φως για να φωτογραφίσουν απομακρυσμένους πλανήτες και ίσως ακόμη και να μάθουν για την ατμόσφαιρά τους. Αν ανακαλύψουν σημάδια οξυγόνου, τότε η εύρεση άλλων μορφών ζωής μπορεί να μην είναι μακριά. Το τεράστιο μέγεθος του τηλεσκοπίου θα επιτρέψει επίσης στους επιστήμονες να μάθουν για τη σκοτεινή ύλη και να απαντούν σε ερωτήσεις σχετικά με το πότε και πώς δημιουργήθηκαν τα πρώτα αστέρια. "Η δυνατότητα να περάσουν και να εξερευνήσουν εκείνα τα πρώτα αστέρια, είναι σίγουρα ένα από τα πράγματα που πραγματικά θέλω να κάνω με το Giant Magellan Telescope", δήλωσε ο Schmidt στην εκδήλωση.
Οι επιστήμονες που επενδύθηκαν στο μέλλον του GMT συμφωνούν όλοι ότι είναι δύσκολο να προβλέψουμε τα είδη των ερωτήσεων σχετικά με το σύμπαν που μπορεί να απαντήσει η νέα τεχνολογία τους. "Οι πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις θα είναι απροσδόκητες", λέει ο Dupree.
