Экстремально большой телескоп e-elt – все о космосе

Европейский Чрезвычайно Большой телескоп

Высоко-высоко в горах на севере Чили, в самой засушливой пустыне на Земле, нет ничего — ни воды, ни растительности, ни животных.

И это место астрономы выбрали для строительства Европейского Чрезвычайно Большого телескопа (European Extremely Large Telescope, E-ELT) — самого большого инфракрасного и оптического телескопа в мире.

Но для того, чтобы построить телескоп, нужно сначала взорвать гору.

«Мы взрываем вершину этой горы, чтобы сделать опору под сооружение, которое затмит всё, что было до него», — объясняет Роб Ивисон, директор по науке ЕКА.

«Наверное, километрах в 25 отсюда это выглядело как слабый „пффф“. Но мы взорвали целых 5000 кубометров скалы, представляете, на воздух взлетели 11 тонн обломков», — рассказывает Роберто Тамай, менеджер программы E-ELT.

Здесь, на вершине горы Серро Армазонес высотой 3000 метров скоро появится 150-метровая опорная площадка для телескопа. Реализацией проекта занимается Европейская южная обсерватория. Телескоп-гигант высотой сравнится разве что с футбольным стадионом, с 39-метровым зеркалом.

По словам Роберто Тамая, «его задача — построить, оборудовать, сделать его пригодным для научных исследований.

Мы ещё в самом начале пути: нужно подвести дорогу, создать платформу, очень многое ещё нужно сделать, чтобы начать сооружать сам телескоп. Сложно изготовить детали, и не только в Европе.

Трудно их сюда перевезти, целая череда контейнеров, сборка прямо здесь, на месте; очень сухой воздух, невыносимое солнце, радиация, и потом высота — к ней тоже тяжело адаптироваться», — говорит он.

Если это место такое труднодоступное с ландшафтом больше напоминающим Марс, а не Землю, зачем же Европейское космическое агентство выбрало его для строительства нового телескопа?

«Мы потратили кучу времени, чтобы выяснить в каких горах самое чистое небо, самые безоблачные ночи, меньше засветки в небе. Это место подходило больше всего и для строительства телескопа выбрали его», — рассказывает Роб Ивисон.

Следить за работой телескопа будут из Паранальской обсерватории, которая находится в 25 километрах отсюда. В здешнем подземной оазисе, гостинице обсерватории снимали эпизоды из фильма о Бонде «Квант милосердия». Безмолвный днём, он оживает в сумерках, вглядываясь в небеса. И на Самом большом телескопе закипает работа.

Каждую ночь астрономы занимаются здесь сбором данных для европейских учёных, исследуя все — от самых отдалённых галактик до планет солнечной системы. И хотя просто Самый большой телескоп уже здорово помогает учёным, новый Чрезвычайно Большой телескоп обещает большие перспективы.

«Мы находимся в центре управления Паранальской лаборатории, отсюда мы управляем телескопами.

Есть звёзды, которые мы можем лишь едва видеть с Земли или из космоса, и с тем оборудованием, которое есть сейчас, мы можем только мечтать увидеть их спектр.

С появлением Чрезвычайно Большого телескопа мы сможем сделать и это, и многое другое. Просто дух захватывает», — говорит Валентин Иванов, астроном из ЕКА.

Так чем же Европейский Чрезвычайно Большой телескоп лучше других?Телескоп НАСА «Хаббл» с орбиты также непрерывно наблюдает за Вселенной. А камера его преемника, «Джеймса Уэбба», сможет улавливать световые волны, невидимые с Земли. Зеркало Чрезвычайно Большого телескопа позволит собирать в 15 раз больше света и получать более подробные изображения.

Рассказывает астроном Стефан Бриян:

«Из космоса очень удобно наблюдать, например, за объектами, излучающими в тепловом, инфракрасном диапазоне, и за теми, что излучают в ультрафиолетовом спектре. Но в некоторых случаях с Земли можно получить более чёткую картинку. Мы используем для разных случаев разные технологии, которые не конкурируют, а дополняют друг друга».

«Многие астрономы смогут объединить данные, полученные и из космоса и с Земли. Они уже это делают: допустим, у них есть данные с «Хаббла» и, если там есть нечёткие объекты, тогда астрономы обращаются за помощью к спектрографу Очень большого телескопа.

Одно из основных достижений астрономической науки за последние пять лет — открытие огромного числа экзопланет. Теперь мы знаем, что они совсем не похожи на Землю, Марс, Венеру или Юпитер.

И если сейчас мы можем только догадываться, что они из себя представляют, то с помощью Чрезвычайно Большого телескопа сможем измерить параметры их атмосфер и увидеть, из чего они состоят», — говорит Эвине ван Дишек.

«Впервые мы сможем получить изображения планет, которые обращаются вокруг других звезд, и узнать, есть ли на них признаки жизни. Это изменит всё, мы узнаем о существовании другого мира, узнаем, что мы не одни во Вселенной», — отмечает Роб Ивисон.

Итак, искать жизнь на других планетах будут теперь и отсюда, с этой горы в пустыне Атакама с помощью телескопа-гиганта.

Colosimo Photography

Источник: http://ru.euronews.com/2014/07/17/e-elt-europes-extreme-new-telescope

В чили ради телескопа взорвали вершину горы

masterok

Сегодня состоялась церемония закладки Европейского Сверхгигантского Телескопа ESO E-ELT (European Extremely Large Telescope). Верхняя часть 3000-метрового пика Серро Армазонес была снесена мощным взрывом в процессе подготовки площадки для строительства самого большого оптического и инфракрасного телескопа в мире.

На церемонию закладки, состоявшуюся в обсерватории Паранал, в 20 километрах от места взрыва, приехало много почетных гостей — из Чили, из стран-участниц ESO, представители местной общественности, руководства проекта, самой ESO. Событие транслировалось в интернете в реальном времени. Его запись можно сейчас посмотреть здесь.

Приказ произвести взрыв отдал заместитель министра национального достояния Чили Хорхе Мальдонадо (Jorge Maldonado).

Во время церемонии чилийская компания ICAFAL Ingeniería y Construcción S.A. произвела взрыв верхней части горы Серро Армазонес, снеся около 5000 кубометров скальных пород.

Это была лишь часть трудоемкого процесса выравнивания платформы на вершине горы размером 150 на 300 метров, на которой встанет гигантская башня 39-метрового телескопа.

Всего с вершины придется убрать 220 000 кубометров камня.

Фото 2.

Стройка на Серро Армазонес началась в марте 2014 года и в соответствии с планом будет продолжаться 16 месяцев. В объем работ входят прокладка и поддержание в рабочем состоянии асфальтированного шоссе, строительство платформы на вершине горы и прокладка туда коммуникационной траншеи.

Начало наблюдений на E-ELT  — «первый свет» — планируется на 2024 год. Телескоп будет решать крупнейшие астрономические задачи нашего времени. Гигантский телескоп позволит исследовать до сих пор полностью неизвестные науке области Вселенной. Он станет “величайшим оком человечества, обращенным к небу”.

Главной составляющей телескопа будет зеркало размером с половину футбольного поля. С его помощью ученые смогут заглянуть еще дальше в космос. Взрыв был произведен на горе Сьерро-Армазонес на севере Чили.

Европейская южная обсерватория вела прямую трансляцию этого события. Апраджита Верма из Оксфордского университета сказала: «Исходя из огромных размеров телескопа, можно сказать, что это большой прорыв.

С его помощью можно будет намного лучше увидеть Вселенную».

Ожидается, что сооружение телескопа займет около 10 лет. E-ELT будет находиться в пустыне Атакама, неподалеку от «Очень большого телескопа». Место выбрано из-за преобладающих там погодных условий – в течение года там почти всегда ясно.

Также из-за сухого климата в атмосфере пустыни практически не бывает водяных испарений, которые затрудняют исследования космоса. Одной из самых трудных задач станет создание и установка главного зеркала телескопа диаметром 39 метров.

Оно будет построено из 798 шестигранных зеркал размером в 1,4 м.

Благодаря такому дизайну телескоп сможет улавливать в 15 раз больше света, чем любой другой телескоп, а получаемые им изображения будут в 16 раз четче, чем даже у находящегося на орбите телескопа «Хаббл».

По словам Вермы, благодаря мощности телескопа ученым удастся заглянуть в самые удаленные видимые уголки Вселенной – на первые звезды и галактики, сформировавшиеся сразу после Большого взрыва.

«Мы увидим что происходило, когда появилась Вселенная», — сказала она.

Она также добавила, что с помощью телескопа удастся лучше рассмотреть экзопланеты (мы уже подробно обсуждали с вами ЭКЗОПЛАНЕТЫ), то есть планеты, вращающие вокруг других звезд.

«Мы сможем непосредственно наблюдать за этими планетами, изучим их атмосферу и попытаемся найти признаки жизни», — сказала Верма. Ожидается, что проект обойдется в миллиард евро, а строительство обсерватории будет завершено к 2024 году.

Фото 3.

Сверхкрупные Телескопы (Extremely Large Telescopes) сейчас рассматриваются в качестве одного из главнейших приоритетов наземной астрономии.

Они необычайно продвинут астрофизические знания, позволяя проводить детальные исследования по различной актуальной тематике: планеты вокруг других звезд, наиболее ранние объекты Вселенной, сверхмассивные черные дыры, природа и распределение темного вещества и темной энергии, доминирующих во Вселенной.

С конца 2005 г. ESO вместе с европейским сообществом астрономов и астрофизиков – пользователей телескопов ESO – разрабатывает концепцию нового гигантского телескопа, который войдет в действие к середине будущего десятилетия.

Начиная с 2006 года, более сотни астрономов из всех европейских стран участвуют в проекте, помогая ESO выработать инновационную концепцию, в которой технические параметры, стоимость, режим работы и риски будут тщательно проанализированы и оценены.

Фото 4.

Новый инструмент обозначается аббревиатурой E-ELT (European Extremely Large Telescope). Этот телескоп революционно новой для наземных инструментов конструкции будет иметь 39-метровое главное зеркало и станет самым большим телескопом в мире для оптической и ближней ИК области излучения: “величайшим оком человечества, глядящим в небо”.

Читайте также:  Общие обзор инструментов марки celestron - все о космосе

Начало регулярной эксплуатации телескопа планируется на начало следующего десятилетия. Мощь E-ELT будет направлена на решение крупнейших научных задач нашего времени. Многое ему предстоит сделать впервые, например, найти Святой Грааль современной наблюдательной астрономии: землеподобные планеты вокруг других звезд, в «зонах обитания», где может существовать жизнь.

Он будет также заниматься “звездной археологией” в ближайших галактиках, внесет фундаментальный вклад в космологию, измеряя свойства первых звезд и галактик, определяя природу темного вещества и темной энергии. А главное, астрономы готовятся к неожиданностям — к новым непредвиденным вопросам, которые, конечно, появятся вместе с новыми открытиями, сделанными с E-ELT.

Фото 5.

Современное поколение телескопов, имеющих зеркала размером 8—10 метров, позволило астрономам добиться колоссальных успехов и открыть целые новые области для будущих исследований. Так, несколько лет назад были получены первые изображения планет, обращающихся вокруг других звезд.

Наши астрономические знания продолжают расширяться невероятными темпами, порождая новые вопросы, а ответы на них требуют новых открытий, которые мы пока не можем себе представить.

Для того чтобы сделать такие открытия, необходимо ощутимо увеличить чувствительность и разрешающую способность телескопов. Поэтому астрономы говорят о создании экстремально больших телескопов — с зеркалами размером от 30 до 60 метров.

С помощью таких больших зеркал уже можно решить важнейшие научные задачи, такие как получение изображений каменных экзопланет для изучения их атмосфер и прямое измерение ускорения расширения Вселенной.

В 2004 году совет Европейской южной обсерватории определил своей приоритетной целью «стабилизацию европейского астрономического лидерства и высокого уровня развития в эру экстремально больших телескопов».

Так началась работа над проектом E-ELT — Европейского экстремально большого телескопа (European Extremely Large Telescope). Спустя два года проект был утвержден астрономами ESO, началась его детальная разработка.

Первоначально инструмент должен был иметь 100-метровое зеркало, но по ряду причин было принято решение отказаться от этой идеи и сделать его «чуточку» меньше – 39 метров.

Все равно это ощутимый скачок от нынешнего поколения телескопов, самый большой из которых имеет зеркало диаметром 10 метров.

Источник: https://masterok.livejournal.com/1925049.html

Обзор новых больших телескопов

Развитие астрономии не прекращается и много новых телескопов строятся по всему миру для различных целей. Краткое описание самых примечательных проектов в этом обзоре:

Поиск планет

Современные телескопы способны найти планету у другой звезды только если она очень близко к звезде или очень велика (глядя на аналог солнечной системы «Кеплер» нашел бы только Сатурн и Юпитер). Чтобы находить аналоги земли у других звезд и узнать, что с ними стало, создается новое поколение космических и наземных телескопов.

TESS

Телескоп TESS будет запущен в 2017. Его задача – искать экзопланеты при благоприятном исходе он найдет 10000 новых экзопланет в 2 раза больше чем обнаружено на сегодняшний день.
подробнее

CHEOPS

Запускаемый в 2017 космический телескоп CHEOPS будет искать экзопланеты у ближайших к солнечной системе звезд и изучать их.
подробнее

Телескоп Джеймса Вебба

Телескоп Джеймса Вебба это преемник Хаббла и будущее астрономии. Он первым сможет находить планеты размером с Землю и меньше, а также делать фотографии ещё более далеких туманностей. Постройка телескопа обошлась в $8 млрд. Он будет отправлен в космос осенью 2018 года.
подробнее

Тридцатиметровый телескоп

Тридцатиметровый телескоп мог бы быть первым из серии «экстремально больших телескопов» способных видеть значительно дальше существующих телескопов, но для жителей гавайских островов, гора, на которой его строят — священна, и они добились его отмены. Так что теперь он будет отложен и в лучшем случае построен в другом месте.
подробнее

Гигантский Магелланов телескоп

Наземный Гигантский Магелланов телескоп будет иметь разрешающую способность в 10 раз выше чем у Хаббла. Полностью функциональным он станет в 2024.
подробнее

European Extremely Large Telescope (E-ELT)

Но самый большим в мире телескопом будет European Extremely Large Telescope (E-ELT). В лучшем случае, он даже будет способен визуально наблюдать экзопланеты, так что мы сможем впервые увидеть планеты у других звезд. Начало работы также — 2024.
подробнее

PLATO

Телескоп PLATO будет наследником уже Джеймса Вебба и запущен в 2020е. Основной его задачей, как и остальных будет нахождение и изучение экзопланет и он сможет определять их строение (твердые они или газовые гиганты)
подробнее

Wfirst

Также планируемый на 2020е телескоп Wfirst будет специализироваться на поисках далеких галактик, но также сможет находить экзопланеты и передавать изображение самых больших из них.
подробнее

STEP (Search for Terrestrial Exo-Planets)

Китайский телескоп STEP (Search for Terrestrial Exo Planets) будет способен обнаруживать похожие на землю планеты на расстоянии до 20 парсеков от солнца. Его запуск ожидается в период 2021-2024.

ATLAST

Планируемый на второю половину 2020х космический телескоп NASA — ATLAST будет искать в галактике биомаркеры свидетельствующие о наличии жизни (кислорода, озона, воды)
подробнее

SPIDER

Lockheed Martin разрабатывает новый телескоп — SPIDER. Он должен собирать свет иным способом и это позволит сделать эффективный телескоп меньшего размера, потому что, если посмотреть на предыдущие проекты, они становятся всё более гигантскими.
подробнее

А пока новые телескопы для поиска экзопланет ещё не запущены и не построены, всё что у нас есть на сегодня это 3 наблюдательных проекта. Подробнее о них в таблице поиска планет:

Таблица поиска планет

Kepler K2 В 2013 телескоп «Кеплер» — самый эффективный в поиске экзопланет телескоп вышел из строя, и многие издания написали для него что-то вроде некролога. Но после запуска миссии K2 в 2014 оказалось, что телескоп ещё вполне способен находить планеты. С апреля 2016 он начнет новые наблюдения, и исследователи рассчитывают найти от 80 до 120 новых экзопланет. 1 2
Menerva Очень дешевый по сравнению с аналогами, телескоп Гарвардского университета — Менерва в декабре 2015 приступил к своей миссии по поиску экзопланет у красных карликов, по соседству с солнечной системой. Астрономы рассчитывают найти не менее 10-20 планет. 3 4
Pale red dot Никак не понятно вращается вокруг звезды Альфа-центавра (ближайшего соседа солнечной системы) планета или нет. Эта загадка не отпускает астрономов и часть из них организовала проект Pale red dot для тщательного наблюдения и выяснения этого вопроса (если планета есть, то на ней все равно температура 1000 градусов). Наблюдения уже завершены, результаты в виде научной статьи будут в конце 2016го. 5 6

Планета 9

Планета 9 (или планета X) внезапно была обнаружена косвенными методами в начале 2016го. Первая новая планета солнечной системы за более чем 150 лет, но, чтобы наблюдать её в телескоп и тем самым подтвердить её существование может понадобиться до 5 лет поисков.
подробнее

Поиск звезд

В галактике млечный путь от 200 до 400 млрд. звезд и астрономы пытаются создать карту или каталог хотя бы ближайших к нам звезд.

GAIA

Космический телескоп GAIA составит карту 1 млрд. ближайших к нам звезд. Публикация первого каталога запланирована на лето 2016.
подробнее

JASMINE

Японский проект JASMINE — это третий в истории астрометрический проект (GAIA – второй) и включает в себя запуск 3 телескопов в 2017, 2020 и после 2020 для уточнения расстояния до астрономических объектов и также нанесения расположения звезд на карту.

LSST

Наземный телескоп LSST будет использоваться для картографирования Млечного Пути и составления новейшей интерактивной карты звёздного неба. Он начнет работу примерно в 2022 году.
подробнее

Источник: https://se7en.ws/obzor-novykh-bolshikh-teleskopov/

Начато строительство Чрезвычайно Большого Телескопа ESO

После закладки первого камня и начала строительства самого большого в мире оптического и инфракрасного телескопа ученые еще на еще один шаг приблизились к пониманию внутренних процессов Вселенной.

С главным зеркалом 39 метров в диаметре Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT) будет, как следует из названия, огромным и способным получать снимки в 15 раз более четкие, чем «Hubble».

Вращающийся купол массой 3000 тонн и диаметром 85 метров станет крупнейшим из всех когда-либо построенных для оптического/инфракрасного телескопа.

 Кроме того, ELT будет адаптивным, то есть в отличие от любых его предшественников он будет способен исправлять атмосферную турбулентность.

Художественное представление Чрезвычайно Большого Телескопа. Credit: ESO

Строительство ELT проводится Европейской южной обсерваторией (ESO) при международном сотрудничестве, поддерживаемом Советом по науке и технике Великобритании.

Ученые Оксфордского университета (Великобритания) играют ключевую роль в проекте и несут ответственность за разработку и построение спектрографа «HARMONI», инструмента, предназначенного для одновременного получения 4000 изображений в различных цветах.

Прибор видимого и ближнего инфракрасного диапазона будет использовать адаптивную оптику телескопа для получения чрезвычайно четких изображений.

«HARMONI» позволит ученым составить более подробную картину формирования и эволюции объектов во Вселенной, поможет исследователям увидеть все: от планет в Солнечной системе и звезд в нашей и близлежащих галактиках с беспрецедентной глубиной и точностью до образования и эволюции далеких галактик, которые никогда не наблюдались ранее.

Читайте также:  Спутник сатурна тефия - все о космосе

Инструменты Чрезвычайно Большого Телескопа. Credit: ESO

«Для меня ELT представляет собой большой шаг вперед. Мы используем его в поисках того, что мы сегодня не знаем о Вселенной, в том числе темной материи и темной энергии.

В ELT больше всего меня волнует элемент «исследования неизвестного». Телескоп станет инженерным подвигом.

Он затмит все другие телескопы, созданные на сегодняшний день», – сказал на церемонии, приуроченной к закладке первого камня Чрезвычайно Большого Телескопа, астрофизик Ниранджан Тэт, главный исследователь «HARMONI» и профессор из Университета Оксфорда.

Капсула времени, созданная членами команды ESO и запечатанная на этом мероприятии, будет служить долгой памятью об исследованиях и масштабах амбиций и обязательств, стоящих за ней.

Капсула включает в себя копию книги, описывающей исходные научные цели телескопа, фотографии сотрудников, которые участвуют в его строительстве и плакат с визуализацией ELT.

На крышке капсулы времени выгравирован шестиугольник – модель одного из основных зеркальных сегментов ELT в масштабе один к пяти.

«ELT сделает открытия, которые мы просто не можем себе представить сегодня, и это несомненно вдохновит многих людей во всем мире задуматься о науке, технологиях и нашем месте во Вселенной. Это принесет большую пользу всему миру», – заявил Тим де Зиув, генеральный директор ESO.

ELT увидит первый свет в 2024 году. Закладка первого камня ознаменовала начало новой эры в астрономии.

Источник: https://in-space.ru/nachato-stroitelstvo-chrezvychajno-bolshogo-teleskopa-eso/

Следующий большой оптический телескоп в космосе после Хаббла (часть 2)

                           “От космических начал до обитаемых планет” Источник.

         В прошлой части я рассказывал о технических деталях проекта нового космического телескопа, который заменит знаменитый телескоп Хаббл. В этой части перейдем к научным задачам подобного инструмента.

         Главной задачей нового телескопа HDST называется поиск близнецов Земли у ближайших звезд, а также обнаружение у них следов внеземной жизни. Это будет достигнуто через получение их спектров, и обнаружение в этих спектрах, так называемых биомаркеров (к примеру, линий свободного кислорода).

          Даже для 12-метрового зеркала космического телескопа спектроскопия близнецов Земли является сложной задачей. Для получения спектров низкого разрешения (R=70-100) с SNR=10 (достаточно большим для обнаружения биосигнатур) у таких планет потребуются многочасовые экспозиции. Это связано с тем, что излучение такой планеты, представляет собой лишь отражение света своей звезды. Подобное излучение находится на уровне лишь в 10 наноЯн. Для 12-метрового зеркала такая интенсивность примерно эквивалентна 6 фотонам света в минуту. Во-вторых, задачу осложняет тот факт, что угловой диаметр зон жизни у близких звезд составляет 10-35 mas, что эквивалентно диаметру монеты, наблюдаемой с расстояния в 35-125 км. Свет звезды ярче света близнеца Земли в 10 миллиардов раз. Так как телескоп создаётся с большим запасом (меньшее зеркало резко уменьшит шансы на обнаружение биосигнатур), то он будет способен обнаруживать не только аналоги Земли и Венеры, но даже аналоги Марса, Урана и Нептуна:

      Даже при ограниченной экспозиции (1 час) телескоп HDST обладает значительно более лучшими техническими возможностями, чем любой будущий наземный телескоп (в том числе 39-метровый E-ELT). На схеме ниже указано в качестве примера возможность обнаружения планет в планетной системе солнечного типа, удаленной от нас на 10 парсек:

     Кроме того, как говорилось выше, телескоп будет способен искать внеземную жизнь у обнаруженных планет. Как известно спектр нашей планеты отличается сильной линией свободного кислорода, которая не наблюдается в спектре больше ни у одной другой планеты или спутника Солнечной Системы. Для сравнения можно привести теоретические спектры планет у звезды солнечного типа c R=70:

     На этой схеме кроме спектров аналогов Венеры, Земли и Марса показаны теоретические спектры суб-Нептуна на 2 а.е. и древней Земли в Архее (до появления кислорода в атмосфере в больших количествах).

Абсолютно неизвестно у скольких процентов близнецов Земли есть подобные линии кислорода в спектре. Этот показатель может меняться от 1 до 100%.

Поэтому чтобы найти такую планету с атмосферой богатой кислородом потребуется сначала обнаружить от 1 до нескольких сотен близнецов Земли:

     Ситуацию осложняет тот факт, что пока точно неизвестно у скольких процентов звезд солнечного типа могут быть точные близнецы Земли. Чувствительность космического телескопа Кеплер оказалось значительно хуже, чем планировалось ранее. Большинство последних работ сходят во мнение, что эта величина лежит между 5 и 20%:

      Дополнительную сложность может представлять зодиакальный свет вокруг звезд, который будет мешать обнаружению близнецов Земли. Некритичным считается такой уровень зодиакального света, который превосходит уровень такого света для Солнечной Системы не более чем в 3 раза.

Если быть точным, зодиакальный свет уровня Солнечной Системы удваивает фоновый шум (2х23 звездных величин на квадратный градус). Исследования зодиакального света у близких звезд уже идут. Так на телескопе LBTI в рамках программы HOSTS наблюдались с этой целью несколько десятков звезд.

В результате этого у многих из целей был обнаружен зодиакальный свет превышающий уровень Солнечной Системы в 10-100 раз.

       Все вышеперечисленные ограничения говорят, о том, что чтобы найти внеземную жизнь (линии кислорода в спектрах близнецов Земли) необходимо поискать близнецы Земли у как можно большего количества звезд.

В связи с этим разработчики будущего космического телескопа считают нецелесообразным диаметр зеркала в 4 или 8 метров.

Расчеты показывают, что за 1 год наблюдений 4-метровый космический телескоп сможет поискать близнецы Земли (и получить их спектры) только у 74 звезд, 8-метровый у 291 и 12 метровый у 582 звезд. Круги на этой схеме означают пространство радиусом в 35 парсек:

      Количество возможных обнаружений близнецов Земли существенно зависит от их встречаемости у звезд солнечного типа, уровня зодиакального света, параметров коронографа и размера зеркала космического телескопа:

     Также авторы учитывают, что не все планеты, обнаруженные на длине волны в 500 нанометров, получится обнаружить на более длинных волнах. Это важно для получения спектров и поиска в них биомаркеров:

       Перечислив все факторы, влияющие на обнаружение близнецов Земли, авторы показывают результаты моделирования, как должны на телескопе HDST происходить эти великие открытия.

     1)      Солнечная система в 13.5 парсек от нас. Изображение является комбинацией трех цветов (400, 500 и 600 нанометров) за 40 часов наблюдений с помощью внутреннего коронографа. Сам снимок:

      2)      Планетная система у близкой звезды Бета Гончих Псов G-типа в 8 парсеках от нас. Снимок получен в диапазоне 450-850 нанометров за 2 суток наблюдений с помощью внешнего коронографа.

Достигнутая чувствительность на изображение соответствует 400-миллиардному ослаблению света звезды на удаление от неё в 1 астрономическую единицу. Такая чувствительность превосходит в 10 раз все текущие и будущие проекты.

Кроме обнаружения аналогов Земли, Венеры, Юпитера и Сатурна становится возможным увидеть Марс (за сутки наблюдений) и пылевое кольцо в астероидном поясе на удаление в 3.5 астрономических единиц от звезды. Сам снимок:

     Кроме поиска планет ожидается, что новый телескоп HDST станет эффективным инструментом для изучения планетобразования у молодых звезд:

    Телескоп сможет получить снимки протопланетных дисков с разрешением лучше 1 а.е. ближе 100 парсек, и лучше 10 а.е. ближе 1000 парсек. Обладая в 50-100 раз лучшей чувствительностью в УФ-диапазоне телескоп сможет провести детальную спектроскопию сотен дисков до 300 парсек.

 Также телескоп может изучить УФ-излучение холодных звезд с известными планетами. Это позволит лучше понять влияние звездной активности на возможную местную биосферу.

Телескоп Хаббл может проводить такие наблюдения лишь для систем ближе 15 парсек (при условии, что время наблюдений ограничено 20 часами).

Новый телескоп сможет изучить УФ-излучение для красных карликов в радиусе 50 парсек и для оранжевых карликов в радиусе 200 парсек. Также такие спектры будут в 50 раз более чувствительными в диапазоне 0.1-0.3 микрон и с R=30000.

       Кроме того новый телескоп HDST сыграет важную роль в изучение динамики атмосфер внешних планет Солнечной Системы. Так для Нептуна он сможет получать снимки облачности с 300-км разрешением:

      Для орбиты Юпитера телескоп получит разрешение в 35-км на пиксель. Особенно актуальными такие наблюдения будут для спутника Европы. Слева показано изображение в видимых лучах, справа в УФ-диапазоне:

      Ещё более актуальными становятся наблюдения нового телескопа для пояса Койпера или облака Оорта. При альбедо в 4% в зависимости от удаления от Земли телескоп может обнаружить объекты следующего размера:

    Эти пределы позволяют обнаружить койпероиды размером до 1-1.5 км. Карликовые планеты (размером больше 500 км) или даже планеты (размером с Землю или Нептун) телескоп способен зарегистрировать до удаления в 5000-15000 а.е.

Читайте также:  Какая сейчас геомагнитная обстановка? - все о космосе

Также телескоп сможет проводить спектроскопию койпероидов размером до 10 км. Или проводить картографирование поверхности крупнейших объектов пояса Койпера.

Так для Плутона телескоп сможет получить разрешение в 300 км на пиксель:

       В следующей части я опишу вторую важнейшую задачу телескопа – первые галактики и звезды во Вселенной.

Источник: https://za-neptunie.livejournal.com/158697.html

Просто космос. Построить телескоп — миллиарды долларов, увидеть звезду — бесценно

В чилийской пустыне Атакама сделали лучшее фото звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона, радиус которой в 1400 раз больше солнечного.

Первые же наблюдения поверхности звезды, выполненные с помощью телескопа ALMA, помогли астрономам понять, как устроены протяженные атмосферы горячих и ярких сверхгигантских звезд.

Знания достаются ученым дорогой ценой: стоимость проекта ALMA около $1,4 млрд, и это еще не самый дорогой инструмент для космических наблюдений.

Самую подробную фотографию звезды Фомальгаут и окружающего ее протопланетного диска ученые получили, совместив данные ALMA и космического телескопа «Хаббл», расходы на создание, запуск и поддержку которого оценивают в $6,5 млрд Возраст звезды, масса которой в 2,3 раза больше Солнечной, — около 250 млн лет, при этом химический состав диска вокруг Фомальгаута примерно такой же, как у комет в нашей Солнечной системе. Такая химическая близость может указывать на то, что кометы этой планетной системы и нашей собственной образуются при одних и тех же условиях. Подробное фото одной из самых ярких звезд на небе поможет ученым детально изучить форму пылевого диска Фомальгаута и разобраться в том, как образуются планетные системы.

Черную дыру, в отличие от звезд, разглядеть нельзя: нам доступен только горизонт событий, а под ним гравитация настолько усиливается, что даже фотоны, которые движутся со скоростью света, не могут вырваться за пределы черной дыры.

Чтобы получить данные о супермассивной черной дыре Стрелец А* в центре Млечного пути, международная группа ученых в рамках проекта Event Horizon Telescope построила «виртуальный» телескоп, объединив несколько радиотелескопов в разных точках Земли — от Гавайев до Антарктиды. Этот телескоп обеспечивает такой уровень детализации, что с его помощью «можно пересчитать стежки на бейсбольном мяче с расстояния 8 000 миль (12 875 км)».

В апреле 2017 года, направив радиотелескопы на две точки — объект Стрелец А* и другую черную дыру в сверхгигантской эллиптической галактике Messier 87 созвездия Девы — ученые неделю собирали данные.

Накопилось 500 терабайт информации на тысяче жестких дисков, и это еще без радиоданных из Антарктиды, где работу начали в октябре 2017 года после окончания зимы на Южном полюсе.

Когда огромные массивы информации, добытые с помощью «виртуального» телескопа, удастся обработать и преобразовать в изображения, неизвестно. Но шанс представить, как выглядят черные дыры, еще никогда не был так реален.

Космические планы NASA: «Стрекоза» на ядерной энергии и поиск жизни на комете

С помощью телескопа Pan-STARRS — проекта стоимостью $40 млн, который за четыре года сделал более 500 000 фотографий звезд и галактик в разных цветовых диапазонах, ученые из Гавайского астрономического института составили самую большую цифровую карту космоса.

Сверхмощные телескопы: все точнее, все глубже

Первые телескопы появились в начале XVII века. Диаметром они были около 20 мм, а увеличивать умели не больше чем в 10 раз. Но и этого хватило, чтобы перевернуть представление человечества о Вселенной.

При помощи своих первых телескопов и несмотря на значительные аберрации Галилей обнаружил на Луне темные пятна, которые назвал морями и горными цепями, открыл четыре спутника Юпитера и наблюдал различные фазы Венеры.

А еще установил, что Млечный Путь — это скопление звезд, и увидел пятна на Солнце, изменение положения которых доказывало гелиоцентрическую систему мира.

Шли годы, росли размеры телескопов и увеличивалась их стоимость. Трудно сказать, во сколько обошелся Галилею его телескоп, но в конце XIX века были доступны в широкой продаже модели с зеркалом от 7,5 до 20 сантиметров по цене от $2000 до $47 000 в современных ценах.

В XX веке оптические телескопы выросли в размерах, исследователи научились получать сигналы в инфракрасном, ультрафиолетовом, радио— и других диапазонах.

Для этого инженеры сумели собирать сигналы с множества антенн, так в обсерватории ALMA их работает до 66, причем они имеют диаметр 12 метров.

Для глубокого изучения Вселенной на ранней стадии формирования и наблюдения за экзопланетами по всему миру активно строят еще более исполинские телескопы с более чувствительными инструментами.

На Гавайях, у вершины потухшего вулкана Мауна-Кеа, к 2022 году планируют возвести оптический тридцатиметровый телескоп ТМТ стоимостью $1,4 млрд Если все пойдет по плану, его главное зеркало будет состоять из почти 500 (!) шестиугольных сегментов общей площадью 665 квадратных метров. По этому показателю TMT в 1,8 раза превзойдет Гигантский Магелланов телескоп GMT в Чили с диаметром составного зеркала 25,5 метров, который выйдет на полную мощность к 2025 году. Стоимость проекта составит около $1 млрд

Самым большим телескопом мира TMT пробудет всего два года: в 2024 году начнет наблюдения Чрезвычайно большой европейский телескоп E-ELT — проект стоимостью около €1 млрд и с рекордным диаметром зеркала 39,3 метра. Его строят на горе Серро-Армазонес в чилийской пустыне Атакама. Главное зеркало этого гиганта сложат из 798 сегментов, которые будут собирать свет с площади 978 квадратных метров.

Огромный скачок для человечества

Не самый дорогой, но точно один из самых масштабных проектов — телескоп SKA. В нем планируется получать сигнал на антенны, расположенные на общей площади более 1 квадратного километра.

По расчетам станет в десятки раз более чувствительным и в сотни раз более быстрым, чем все существующие радиоастрономические инструменты. Чтобы собирать, хранить и обрабатывать данные, выявляя полезный сигнал из шумов, будет применяться специальное программное обеспечение.

Первая фаза строительства SKA обойдется примерно в €650 млн, стоимость второй пока не определена.

Процесс конструирования SKA разбит на две фазы: SKA1 в Южной Африке планируют завершить в следующем году, а уже к 2021 начать наблюдения.

Потом начнется вторая фаза — SKA2: проект расширят на другие африканские страны и продолжат развивать австралийскую часть.

В перспективе мегателескоп будет использовать до миллиона антенн, которые вкупе позволят астрономам исследовать космос в разы быстрее и более далекие области, чем это происходит сейчас.

Приемные антенны будут расположены в разных странах и даже на разных континентах (расстояние между приемниками увеличивает разрешающую способность телескопа).

Мощности этой обсерватории должно хватить, чтобы обнаружить даже очень слабые радиосигналы, излучаемые космическими источниками, которые находятся в миллиардах световых лет от Земли.

В частности она поможет ученым изучить процесс формирования первых звезд Вселенной более 13 млрд лет назад.

Компонент первой фазы проекта телескоп ASKAP построили в Австралии в 2012 году за $155 млн Южноафриканская часть мегателескопа SKA — MeerKAT — начала работу в июле 2016 года. Даже обладая всего 16 достроенными на тот момент параболическими антеннами, MeerKAT в первый же сеанс обнаружил 1300 не известных прежде галактик на том участке неба, где раньше удавалось найти только 70.

Сейчас MeerKAT — уже самый большой и самый чувствительный радиотелескоп в Южном полушарии: он включает больше полусотни огромных антенн, специальные помещения для электронного оборудования, а также отлаженные средства связи и детально продуманные коммуникационные сети. Стоимость проекта MeerKAT составляет 2 млрд южноафриканских рандов ($157 млн).

Как оживить железо

Современные супертелескопы или обсерватории — это не просто увеличенная в X раз конструкция Галилея или радиоприемник. Они работают благодаря интеллектуальному программному обеспечению, без которого приставку «супер» они бы заслуживали разве что размерами.

Например, в проекте MeerKAT программа AssetWise от Bentley Systems используется, чтобы оптимизировать производительность телескопов, гарантировать требуемую пропускную способность для перемещения гигантских массивов информации, а также их экономичное, но надежное хранение. А главное — обеспечивать комфортное сотрудничество разных проектных команд, разбросанных по всему миру.

Без программного обеспечения управлять визуальными данными телескопа таких масштабов и документооборотом (а куда без него?) просто невозможно.

Как эволюционирует Вселенная? Точна ли теория относительности Эйнштейна или можно предложить более совершенную? Какова природа «темной материи» и «темной энергии»? Откуда берется космический магнетизм? Есть ли жизнь где-то еще во Вселенной? Ученые возлагают на SKA большие надежды в поиске ответов на эти и многие другие фундаментальные вопросы науки.

Источник: https://news.rambler.ru/science/38894304-prosto-kosmos-postroit-teleskop-milliardy-dollarov-uvidet-zvezdu-bestsenno/

Строительство “экстремально большого телескопа” показали на видео

В Германии на заводе по производству оптической аппаратуры в Майнце завершились работы по отливке первых сегментов гигантского 39-метрового зеркала. Оно будет установлено на самый большой в мире оптический инфракрасный телескоп на горе Армасонес в Чили. Об этом сообщает пресс-служба Европейской южной обсерватории.

Телескоп в КЧР сможет заглянуть в прошлое на 13 миллиардов лет

“Такой гигант слишком велик, чтобы быть сделанным из цельного куска стекла, поэтому он будет состоять из отдельных 798 шестиугольных сегментов, каждый размером 1,4 метра в поперечнике и толщиной около пяти сантиметров. Сегменты будут работать вместе как одно огромное зеркало, чтобы собрать в десятки миллионов раз больше света чем человеческий глаз”, – говорится в официальном сообщении.

После заливки, зеркальным заготовкам предстоит пройти процедуру медленного охлаждения и термической обработки, а затем они будут отполированы с точностью до 15 нанометров по всей оптической поверхности. Полировкой фрагментов зеркала займутся специалисты из Франции. Кроме основного комплекта планируется изготовить запасной набор из 133 сегментов.

Отметим, что на сегодняшний день в самым большим в Европе астрономическим инструментом считается Большой азимутальный телескоп в Карачаево-Черкесии. Монолитное зеркало телескопа в диаметре составляет шесть метров. Особо стойкое к перепаду температуры стекло было отлито толщиной 0,8 метра и остывало два года в специальных условиях.

Китай запустил телескоп для изучения черных дыр и нейтронных звезд

В 2011 году начались работы по модернизации 42-тонного зеркала.

В результате шестилетней работы повысилось качество зеркальной поверхности, что увеличило разрешающую способность телескопа на 30 процентов и позволило астрофизикам исследовать самые отдаленные участки Вселенной и видеть объекты, которые возникали с момента ее зарождения, более 13 миллиардов лет назад.

Справка “РГ”

В 2016 году на горе Армасонес в Чили началось строительство самого крупного в мире оптического телескопа E-ELT (European Extremely Large Telescope) с зеркалом диаметром 39 метров. С его помощью астрономы будут получать фотографии экзопланет, искать “двойников Земли” и изучать тайны ранней Вселенной.

Общая стоимость телескопа, по текущим оценкам ESO, превышает миллиард долларов, большая часть которых будет потрачена на изготовление оптических приборов и само здание обсерватории.

Источник: https://rg.ru/2018/01/10/stroitelstvo-ekstremalno-bolshogo-teleskopa.html

Ссылка на основную публикацию