Обзор новых больших телескопов. Новые телескопы будут искать признаки жизни на отдаленных планетах

Основной задачей телескопа является обнаружение света первых звезд и галактик, сформированных после Большого взрыва. Именно с этой целью NASA в сотрудничестве с Европейским и Канадским космическими агентствами ведет работы по скорому запуску «Джеймса Уэбба» на орбиту.

Представляем вашему вниманию 10 интересных фактов об этом телескопе нового поколения:

1. Космический телескоп имени Джеймса Уэбба – самая большая в мире орбитальная инфракрасная обсерватория, которая должна заменить телескоп «Хаббл». Вслед за своим предшественником «Джеймс Уэбб» продолжит изучение формирования и развития галактик, звезд, планетных систем и происхождения жизни.

2. Телескоп назван в честь второго руководителя NASA Джеймса Уэбба, возглавлявшего агентство в период с 1961 по 1968 годы.

3. «Джеймс Уэбб» может похвастаться не только своими исполинскими размерами (высотой с трехэтажный дом и длиной с теннисный корт), но и своей мощностью. В NASA заявляют, что в этом компоненте он в сто раз обходит «Хаббл»!

4. Телескоп нового поколения настолько большой, что его будут вынуждены сложить как оригами, чтобы уместить в ракету, ширина которой составляет 5,4 метра. После того, как «Джеймс Уэбб» достигнет пункта назначения, его сегменты будут раскрыты один за другим.

5. «Джеймс Уэбб» будет вести наблюдения в инфракрасном диапазоне с беспрецедентной чувствительностью. Это позволит ему увидеть первые галактики, сформировавшиеся после Большого взрыва свыше 13,5 миллиардов лет назад.

6. Инфракрасные камеры телескопа настолько чувствительные, что они должны быть защищены от света Солнца, Земли и Луны.

7. «Джеймс Уэбб» будет размещен на гало-орбите в точке Лагранжа L 2 системы Солнце-Земля, где он будет работать при температурах ниже –235°C.

8. 18 гексагональных зеркал телескопа общим диаметром 6,5 метра покрыты тонким слоем золота для оптимизации их отражательной способности в инфракрасном диапазоне.

9. По плану запуск «Джеймса Уэбба» состоится в 2018 году с космодрома Куру во Французской Гвиане. Предположительно телескоп будет запущен с помощью ракеты «Ариан-5».

10. Космический телескоп имени Джеймса Уэбба – международный проект, во главе которого стоят NASA, ESA и CSA. После ввода в эксплуатацию ученые со всего мира будут иметь возможность использовать телескоп для изучения нашей Солнечной системы, планет за ее пределами, а также звезд и галактик.

Сейчас с помощью телескопа «Кеплер» мы может иметь хотя бы представление о том, что большая часть звёзд имеет планеты, которые вращаются вокруг них. Если верить подсчетам астрономов, то в принципе во Вселенной имеется около 50 секстиллионов планет, которые могут быть обитаемыми. Впереди нам предстоит сделать очень серьёзный шаг - готовится запуск телескопа, который по утверждению научного сообщества сегодня самый высокотехнологичный. Учёные заявляют, что он способен практически со стопроцентной вероятностью дать ответ на вопрос, какова численность планет, на которых присутствует жизнь на данный момент.

К сожалению, в этом году «Кеплер» сломался. Но когда он был в рабочем состоянии, можно было не только определять звезды, а также планеты, которые вокруг них вращаются, но и расстояние между звездой и планетой, размеры этих планет. Теперь планируется на его замену представить новый телескоп NASA TESS, который ожидают к 2017 году. «Кеплер» имел такие мощности, что можно было сфокусировать его взор в такую область космоса, которая насчитывает примерно 145 тысяч звёзд. У нового космического телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) мощность выше в несколько раз, что позволит исследовать пространство, которое насчитывает примерно 500 тысяч звёзд, а также 1000 находящийся вблизи красных карликов. Практически все учёные имеют уверенность в том, что данный телескоп сможет обнаружить вокруг этих пятисот тысяч звёзд тысячи планет, условия которых похожи на нашу Землю.

Конечно, проводить поиски потенциально обитаемых планет и находить их очень увлекательное и к тому полезное занятие, но даже TESS не сможет найти такую планету, на которой в действительности присутствует жизнь, для этого нужна «тяжёлая артиллерия». Нам понадобится телескоп Джеймса Вебба (JWST), который сегодня является самым сверхвысокотехнологичным, он должен прийти на замену «Хаббл», другой орбитальной лаборатории.

Телескоп (JWST) ни что иное как проект европейского, канадского и американского космических агентств, которые планируют его запуск на 2018 год. Основное зеркало телескопа является самым грандиозным, так как оно больше в пять раз, чем такое же зеркало телескопа «Хаббл». Имея в арсенале такое зеркало JWST в состоянии принимать сигналы от наиболее удаленных звезд, а также других объектов, к тому же эти сигналы могут быть существенно слабее. Так появляется возможность узнать о таких объектах, про существование которых мы пока даже не подозреваем. У JWST есть еще одно преимущество - способность работы в инфракрасном спектре («Хаббл» же работает только в оптическом диапазоне), что позволяет не беспокоиться насчёт пылевых облаков. Теперь для нового телескопа они не страшны, а значит, то, что они раньше могли скрывать, станет доступным для изучения, а это может быть очень интересным. Все мы и научное сообщество вместе взятые будем поражены детальностью и красотой изображений, которые телескоп будет доставлять нам на Землю.

Всё-таки нужно вернуться к основной теме сегодняшней беседы, а именно поиску внеземной жизни. Телескоп JWST в бортовой электронике такой спектрометр, который благодаря своей мощности может проводить анализ атмосферы самых отдалённых планет. Если не вдаваться в научные детали, можно сказать так: спектрометр обладает настолько высокой мощностью, которая позволяет телескопу определять не только каждый элемент атмосферы, но и остаточные элементы, которые могут отражать свет. К примеру, в случае обнаружения на планете концентрации кислорода и метана, которые являются признаками наличия биологической жизни, такие элементы станут абсорбировать лишь особые частоты света, при этом отражая другие. Тогда JWST сразу заметит такое отражение и на основе этих данных отражения сможет сказать, какие именно элементы присутствуют в атмосфере этой планеты.

Однако телескоп Джеймса Вебба имеет и некоторые ограничения, в основном из-за низкой силы отражаемого света от планет, ведь они находятся во многих световых годах от Земли. Поэтому JWST сможет изучать лишь планеты относительно больших размеров, которые сейчас вращаются вокруг так называемых белых и красных карликов. Хоть и есть такие ограничения, все равно данный телескоп даёт нам возможность в ближайшем будущем найти хоть какие-то признаки жизни в иных мирах.

Также имеется интересная разработка, которая финансируется аэрокосмическим агентством NASA, она, вероятно, придет в помощь JWST. Обычно звезды, вокруг которых вращаются планеты, в миллиарды раз ярче этих планет. А такой избыточный свет вполне может не только затруднить наблюдение за такими планетами, но и не дать их обнаружить. Чтобы избежать подобных ситуаций был придуман специальный проект New Worlds Mission, суть которого в том, что астрономы планируют применить для решения данного вопроса специальный купол, который будет работать по принципу зонта. Планируется расположить аппарат между телескопом и звездой, которая изучается, он должен раскрываться и блокировать весь лишний свет, источаемый звездой. У аппарата уже имеется название - Starshade, хотя он пока ещё находится в стадии прототипа. Если NASA получит финансирование к 2015 году, то планируется запуск этого аппарата в то же время когда и запуск телескопа JWST.

По большому счёту до 2020 года времени не так уж и много. Конечно, нельзя точно сказать, сколько предстоит проанализировать различных планет, а также их атмосфер телескопу JWST, но предположить можно, что эта цифра будет не в десятках, а скорее всего в миллионах планет. Зато предельно ясно то, что в случае обнаружения на отдаленных планетах метана или другого маркера наличия там жизни, наши представления о Вселенной и её жизненных формах будут полностью перевёрнуты.




Правообладатель иллюстрации NASA Image caption С октября прошлого года научные приборы телескопа проходят испытания в вакуумной камере Центра Годдарда

Работа по подготовке к запуску преемника орбитального телескопа "Хаббл" - космической обсерватории "Джеймс Уэбб" - вступила в решающий этап.

Инженеры НАСА заканчивают сборку основного зеркала нового телескопа. Запуск нового телескопа планируется теперь на октябрь 2018 года.

Завершаются также криогенные испытания и калибровка четырех основных блоков научной аппаратуры телескопа.

Проект НАСА по запуску новой орбитальной обсерватории вступил таким образом в финальную стадию, и в ближайшие месяцы можно ожидать быстрого завершения остающихся этапов подготовки к старту.

Телескоп планируется запустить с помощью европейской ракеты-носителя "Ариан-5", что определило многие особенности конструкции телескопа, в частности, тот факт, что главное его зеркало состоит из сегментов.

Орбитальный телескоп "Джеймс Уэбб", названный так по имени второго руководителя NASA, финансируется американским аэрокосмическим агентством, Европейским космическим агентством и Канадским космическим агентством.

Правообладатель иллюстрации NASA Image caption Каждый изготовленный из бериллия сегмент зеркала приклеивается на место

Первичными задачами нового телескопа являются обнаружение света первых звёзд и галактик, сформированных после Большого взрыва, изучение формирования и развития галактик, звёзд, планетных систем и происхождения жизни. Также "Уэбб" сможет рассказать о том, когда и где началась реионизация Вселенной и что её вызвало.

Телескоп позволит обнаруживать относительно холодные экзопланеты с температурой поверхности до 300 К (что практически равно температуре поверхности Земли), находящиеся дальше 12 астрономических единиц (а. е.) от своих звёзд и удалённые от Земли на расстояние до 15 световых лет.

В зону подробного наблюдения попадут более двух десятков ближайших к Солнцу звезд. Благодаря новому телескопу ожидается настоящий прорыв в экзопланетологии - возможностей телескопа будет достаточно не только для того, чтобы обнаруживать сами экзопланеты, но даже спутники и спектральные линии этих планет, что будет являться недостижимым показателем для любого наземного и орбитального телескопа вплоть до начала 2020-х годов, когда в строй будет введен Европейский чрезвычайно большой телескоп с диаметром зеркала в 39,3 м.

Правообладатель иллюстрации NASA Image caption Два последних сегмента главного зеркала ожидают установки

Срок работы телескопа составит не менее пяти лет.

В последние недели инженеры НАСА были заняты приклеиванием сегментов главного зеркала, изготовленных из бериллия, к несущей конструкции зеркала.

В ближайшие несколько дней последние два восьмиугольных сегмента будут установлены в нужное для закрепления положение.

Тем временем в соседнем помещении центра имени Годдарда в штате Мэриленд рядом с цехом сборки завершаются криогенно-вакуумные испытания научной аппаратуры будущего телескопа.

"Джеймс Уэбб" будет иметь следующие научные инструменты для проведения исследования космоса:

  • Камера ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Camera);
  • Прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения (Mid-Infrared Instrument);
  • Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Spectrograph);
  • Датчик точного наведения c устройством формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевым спектрографом (Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph).

Начиная с октября прошлого года, эти приборы находились в вакуумной камере, температура в которой была снижена до минус 233 градусов Цельсия.

Правообладатель иллюстрации NASA Image caption В Центре Джонсона уже проводятся макетные испытания

Уже получены данные калибровки приборов, которые будут иметь огромное значение для управления телескопом в глубоком космосе.

Эти испытания помогли выявить ряд дефектов и заменить ненадежное оборудование и детали. В телескопе имеется 250 тысяч крышек и затворов, часть которых имеют неприятный дефект "залипания" в вакууме под воздействием вибраций при запуске с Земли.

Вибрация ракеты-носителя была симулирована в ходе нынешних испытаний, и замененные детали доказали свою повышенную надежность.

Остается провести более общие оптические, вибрационные и акустические испытания всех систем телескопа.

Затем зеркало и научные приборы будут доставлены в Центр имени Джонсона для дальнейших криогенно-вакуумных испытаний в камере, которая была построена в 1960-е годы для испытаний ракетной техники проекта "Аполлон". Эти испытания начнутся примерно через год.

После их завершения к телескопу будет присоединен модуль систем управления, в котором будут установлены бортовые компьютеры и системы связи.

В последнюю очередь на телескоп будет установлен гигантский солнечный щит размером с теннисный корт, который защитит оптические системы от воздействия солнечных лучей.

До октября 2018 года осталось ждать не так уж долго.

November 12th, 2015

Первые телескопы диаметром чуть более 20 мм и скромным увеличением менее 10x, появившиеся в начале XVII столетия, совершили настоящую революцию в знаниях об окружающем нас космосе. Сегодня астрономы готовятся ввести в строй гигантские оптические инструменты диаметром в тысячи раз больше.

26 мая 2015 года стало настоящим праздником для астрономов всего мира. В этот день губернатор штата Гавайи Дэвид Игей разрешил начать нулевой цикл строительства вблизи вершины потухшего вулкана Мауна-Кеа гигантского приборного комплекса, который через несколько лет станет одним из крупнейших оптических телескопов в мире.

Вот как это будет выглядеть:

Гиганты на арене

Новый телескоп получил название Тридцатиметровый телескоп (Thirty Meter Telescope, TMT), поскольку его апертура (диаметр) составит 30 м. Если все пойдет по плану, TMT увидит первый свет в 2022 году, а спустя еще год начнутся регулярные наблюдения. Сооружение будет действительно исполинским - высотой 56 и шириной 66 м. Главное зеркало будет составлено из 492 шестиугольных сегментов общей площадью 664 м². По этому показателю TMT на 80% превзойдет Гигантский Магелланов телескоп (Giant Magellan Telescope, GMT) с апертурой 24,5 м, который в 2021 году вступит в строй в чилийской обсерватории Лас-Кампанас, принадлежащей Институту Карнеги.

Однако мировым чемпионом TMT пробудет недолго. На 2024 год запланировано открытие Чрезвычайно большого европейского телескопа (European Extremely Large Telescope, E-ELT) с рекордным диаметром 39,3 м, который станет флагманским инструментом Европейской южной обсерватории (ESO). Его сооружение уже началось на трехкилометровой высоте на горе Серро-Армазонес в чилийской пустыне Атакама. Главное зеркало этого исполина, составленное из 798 сегментов, будет собирать свет с площади 978 м².

Эта великолепная триада составит группу оптических супертелескопов нового поколения, у которых долго не будет конкурентов.

Тридцать метров науки Тридцатиметровый телескоп TMT построен по схеме Ричи-Кретьена, которая используется во многих ныне действующих крупных телескопах, в том числе и в крупнейшем на настоящий момент Gran Telescopio Canarias с главным зеркалом диаметром 10,4 м. На первом этапе TMT будет оснащен тремя ИК- и оптическими спектрометрами, а в будущем планируется добавить к ним еще несколько научных приборов.

Фото 2.

Анатомия супертелескопов

Оптическая схема TMT восходит к системе, которую сотню лет назад независимо предложили американский астроном Джордж Виллис Ричи и француз Анри Кретьен. В основе ее лежит комбинация из главного вогнутого зеркала и соосного с ним выпуклого зеркала меньшего диаметра, причем оба они имеют форму гиперболоида вращения. Лучи, отраженные от вторичного зеркала, направляются в отверстие в центре основного рефлектора и фокусируются позади него. Использование второго зеркала в этой позиции делает телескоп более компактным и увеличивает его фокусное расстояние. Эта конструкция реализована во многих действующих телескопах, в частности в крупнейшем на настоящий момент Gran Telescopio Canarias с главным зеркалом диаметром 10,4 м, в десятиметровых телескопах-близнецах гавайской Обсерватории Кека и в четверке 8,2-метровых телескопов обсерватории Серро-Параналь, принадлежащей ESO.

Оптическая система E-ELT также содержит вогнутое главное зеркало и выпуклое вторичное, но при этом имеет ряд уникальных особенностей. Она состоит из пяти зеркал, причем главное из них представляет собой не гиперболоид, как у TMT, а эллипсоид.

GMT сконструирован совершенно иначе. Его главное зеркало состоит из семи одинаковых монолитных зеркал диаметром 8,4 м (шесть составляют кольцо, седьмое находится в центре). Вторичное зеркало - не выпуклый гиперболоид, как в схеме Ричи-Кретьена, а вогнутый эллипсоид, расположенный перед фокусом основного зеркала. В середине XVII века такую конфигурацию предложил шотландский математик Джеймс Грегори, а на практике впервые воплотил Роберт Гук в 1673 году. По грегорианской схеме построены Большой бинокулярный телескоп (Large Binocular Telescope, LBT) в международной обсерватории на горе Грэм в штате Аризона (оба его «глаза» оснащены такими же главными зеркалами, как и зеркала GMT) и два одинаковых Магеллановых телескопа с апертурой 6,5 м, которые с начала 2000-х годов работают в обсерватории Лас-Кампанас.

Фото 3.

Сила - в приборах

TMT, который рассчитан на срок службы более чем в 50 лет, в первую очередь оснастят тремя измерительными инструментами, смонтированными на общей платформе - IRIS, IRMS и WFOS. IRIS (InfraRed Imaging Spectrometer) представляет собой комплекс из видеокамеры очень высокого разрешения, обеспечивающей обзор в поле 34 х 34 угловых секунды, и спектрометра инфракрасного излучения. IRMS - это многощелевой инфракрасный спектрометр, а WFOS - широкоугольный спектрометр, который может одновременно отслеживать до 200 объектов на площади не менее 25 квадратных угловых минут. В конструкции телескопа предусмотрено плоско-поворотное зеркало, направляющее свет на нужные в данный момент приборы, причем для переключения нужно меньше десяти минут. В дальнейшем телескоп оборудуют еще четырьмя спектрометрами и камерой для наблюдения экзопланет. Согласно нынешним планам, по одному дополнительному комплексу будет добавляться каждые два с половиной года. GMT и E-ELT также будут иметь чрезвычайно богатую приборную начинку.

Фото 4.

Европейский гигант

Супертелескопы следующего десятилетия обойдутся недешево. Точная сумма пока неизвестна, но уже ясно, что их общая стоимость превысит $3 млрд. Что же эти исполинские инструменты дадут науке о Вселенной?

«E-ELT будет использован для астрономических наблюдений самых разных масштабов - от Солнечной системы до сверхдальнего космоса. И на каждой масштабной шкале от него ожидают исключительно богатой информации, значительную часть которой не могут выдать другие супертелескопы, - рассказал «Популярной механике» член научной команды европейского гиганта Йохан Лиске, который занимается внегалактической астрономией и обсервационной космологией. - На это есть две причины: во-первых, E-ELT сможет собирать много больше света по сравнению со своими конкурентами, и во-вторых, его разрешающая способность будет гораздо выше. Возьмем, скажем, внесолнечные планеты. Их список быстро растет, к концу первой половины нынешнего года он содержал около 2000 названий. Сейчас главная задача состоит не в умножении числа открытых экзопланет, а в сборе конкретных данных об их природе. Именно этим и будет заниматься E-ELT. В частности, его спектроскопическая аппаратура позволит изучать атмосферы каменных землеподобных планет с полнотой и точностью, совершенно недоступной для ныне действующих телескопов. Эта исследовательская программа предусматривает поиск паров воды, кислорода и органических молекул, которые могут быть продуктами жизнедеятельности организмов земного типа. Нет сомнения, что E-ELT увеличит количество претендентов на роль обитаемых экзопланет».

Новый телескоп обещает и другие прорывы в астрономии, астрофизике и космологии. Как известно, существуют немалые основания для предположения, что Вселенная уже несколько миллиардов лет расширяется с ускорением, обусловленным темной энергией. Величину этого ускорения можно определить по изменениям в динамике красного смещения света далеких галактик. Согласно нынешним оценкам, этот сдвиг соответствует 10 см/с за десятилетие. Эта величина чрезвычайно мала для измерения с помощью ныне действующих телескопов, но для E-ELT такая задача вполне по силам. Его сверхчувствительные спектрографы позволят также получить более надежные данные для ответа на вопрос, постоянны ли фундаментальные физические константы или они меняются со временем.

E-ELT обещает подлинную революцию во внегалактической астрономии, которая занимается объектами, расположенными за пределами Млечного Пути. Нынешние телескопы позволяют наблюдать отдельные звезды в ближайших галактиках, но на больших дистанциях они пасуют. Европейский супертелескоп предоставит возможность увидеть самые яркие звезды в галактиках, отдаленных от Солнца на миллионы и десятки миллионов световых лет. С другой стороны, он будет способен принять свет и от самых ранних галактик, о которых еще практически ничего не известно. Он также сможет наблюдать за звездами вблизи сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики - не только измерять их скорости с точностью до 1 км/с, но и открывать неизвестные ныне звезды в непосредственной близости от дыры, где их орбитальные скорости приближаются к 10% скорости света. И это, как говорит Йохан Лиске, далеко не полный перечень уникальных возможностей телескопа.

Фото 5.

Магелланов телескоп

Сооружает гигантский Магелланов телескоп интернациональный консорциум, объединяющий более десятка различных университетов и исследовательских институтов США, Австралии и Южной Кореи. Как объяснил «ПМ» профессор астрономии Аризонского университета и заместитель директора Стюартовской обсерватории Деннис Заритски, грегорианская оптика была выбрана по той причине, что она повышает качество изображений в широком поле зрения. Такая оптическая схема в последние годы хорошо зарекомендовала себя на нескольких оптических телескопах 6−8-метрового диапазона, а еще раньше ее применяли на крупных радиотелескопах.

Несмотря на то что по диаметру и, соответственно, площади светособирающей поверхности GMT уступает TMT и E-ELT, у него есть немало серьезных преимуществ. Его аппаратура сможет одновременно измерять спектры большого числа объектов, что чрезвычайно важно для обзорных наблюдений. Кроме того, оптика GMT обеспечивает очень высокую контрастность и возможность забраться далеко в инфракрасный диапазон. Диаметр его поля зрения, как и у TMT, составит 20 угловых минут.

По словам профессора Заритски, GMT займет достойное место в триаде будущих супертелескопов. Например, с его помощью можно будет получать информацию о темной материи - главном компоненте многих галактик. О ее распределении в пространстве можно судить по движению звезд. Однако большинство галактик, где она доминирует, содержат сравнительно мало звезд, к тому же довольно тусклых. Аппаратура GMT будет в состоянии отслеживать движения много большего числа таких звезд, чем приборы любого из ныне действующих телескопов. Поэтому GMT позволит точнее составить карту темной материи, и это, в свою очередь, даст возможность выбрать наиболее правдоподобную модель ее частиц. Такая перспектива приобретает особую ценность, если учесть, что до сих пор темную материю не удавалось ни обнаружить путем пассивного детектирования, ни получить на ускорителе. На GMT также будут выполнять и другие исследовательские программы: поиск экзопланет, включая планеты земного типа, наблюдение самых древних галактик и исследование межзвездного вещества.

Супергигант E-ELT станет самым большим в мире телескопом с главным зеркалом диаметром 39,3 м. Он будет оснащен суперсовременной системой адаптивной оптики (АО) с тремя деформируемыми зеркалами, способными устранить искажения, возникающие на различных высотах, и сенсорами волнового фронта для анализа света от трех природных опорных звезд и четырех-шести искусственных (порожденных в атмосфере с помощью лазеров). Благодаря этой системе разрешающая способность телескопа в ближней инфракрасной зоне при оптимальном состоянии атмосферы достигнет шести угловых миллисекунд и вплотную приблизится к дифракционному пределу, обусловленному волновой природой света.

Гавайский проект

«TMT - единственный из трех будущих супертелескопов, место для которого выбрано в Северном полушарии, - говорит член совета директоров гавайского проекта, профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Крус Майкл Болте. - Однако его смонтируют не очень далеко от экватора, на 19-м градусе северной широты. Поэтому он, как и прочие телескопы обсерватории Мауна-Кеа, сможет обозревать небосвод обоих полушарий, тем более что по части условий наблюдения эта обсерватория - одно из лучших мест на планете. Кроме того, TMT будет работать в связке с группой расположенных по соседству телескопов: двух 10-метровых близнецов Keck I и Keck II (которые можно считать прототипами TMT), а также 8-метровых Subaru и Gemini-North. Система Ричи-Кретьена вовсе не случайно задействована в конструкции многих крупных телескопов. Она обеспечивает хорошее поле зрения и весьма эффективно защищает и от сферической, и от коматической аберрации, искажающей изображения объектов, не лежащих на оптической оси телескопа. К тому же для TMT запланирована поистине великолепная адаптивная оптика. Понятно, что астрономы с полным основанием ожидают, что наблюдения на TMT принесут немало замечательных открытий».

По мнению профессора Болте, и TMT, и другие супертелескопы будут способствовать прогрессу астрономии и астрофизики прежде всего тем, что в очередной раз отодвинут границы известной науке Вселенной и в пространстве, и во времени. Еще 35−40 лет назад наблюдаемый космос в основном был ограничен объектами не старше 6 млрд лет. Сейчас удается надежно наблюдать галактики возрастом около 13 млрд лет, чей свет был испущен через 700 млн лет после Большого взрыва. Имеются кандидаты в галактики с возрастом 13,4 млрд лет, однако это пока не подтверждено. Можно ожидать, что приборы TMT смогут регистрировать источники света возрастом лишь чуть меньше (на 100 млн лет) самой Вселенной.

TMT предоставит астрономии и множество других возможностей. Результаты, которые будут на нем получены, позволят уточнить динамику химической эволюции Вселенной, лучше понять процессы формирования звезд и планет, углубить знания о структуре нашей Галактики и ее ближайших соседей и, в частности, о галактическом гало. Но главное в том, что TMT, так же как GMT и E-ELT, скорее всего, позволит исследователям ответить на вопросы фундаментальной важности, которые сейчас нельзя не только корректно сформулировать, но и даже вообразить. В этом, по мнению Майкла Болте, и состоит основная ценность проектов супертелескопов.

Оптика для супертелескопов

Три самых крупных телескопа первой половины XXI века будут использовать разные оптические схемы. TMT построен по схеме Ричи-Кретьена с вогнутым главным зеркалом и выпуклым вторичным (оба гиперболические). E-ELT имеет вогнутое главное зеркало (эллиптическое) и выпуклое вторичное (гиперболическое). GMT использует оптическую схему Грегори с вогнутыми зеркалами: главным (параболическим) и вторичным (эллиптическим).

Апертура (диаметр) нового телескопа составит 30 метров. Если все пойдет по плану, TMT впервые увидит свет звезд в 2022 году, а спустя еще год начнутся регулярные наблюдения.

Супертелескоп E-ELT обещает подлинную революцию во внегалактической астрономии, которая занимается объектами, расположенными за пределами Млечного Пути.

Любой телескоп сам по себе - просто очень большая зрительная труба. Для превращения в астрономическую обсерваторию его необходимо снабдить высокочувствительными спектрографами и видеокамерами.

Фото 6.

На земле и в небесах

В октябре 2018 года планируется вывести в космос телескоп James Webb (JWST). Он будет работать только в оранжевой и красной зонах видимого спектра, но зато сможет вести наблюдения почти во всем среднем инфракрасном диапазоне вплоть до волн длиной 28 мкм (инфракрасные лучи с длинами волн свыше 20 мкм практически полностью поглощаются в нижнем слое атмосферы молекулами углекислого газа и воды, так что наземные телескопы их не замечают). Поскольку он будет защищен от тепловых помех земной атмосферы, его спектрометрические приборы будут гораздо чувствительнее наземных спектрографов. Однако диаметр его главного зеркала - 6,5 м, и поэтому благодаря адаптивной оптике угловое разрешение наземных телескопов будет в несколько раз выше. Так что, по словам Майкла Болте, наблюдения на JWST и на наземных супертелескопах будут идеально дополнять друг друга. Что касается перспектив 100-метрового телескопа, то профессор Болте весьма осторожен в оценках: «По моему мнению, в ближайшие 20−25 лет просто не удастся создать системы адаптивной оптики, способные эффективно работать в паре со стометровым зеркалом. Возможно, это произойдет где-то лет через сорок, во второй половине столетия».

Фото 7.

Фото 9.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

И Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -