Запитайте будь-якого астронома, астрофізика чи космолога, і вони, ймовірно, скажуть вам, що настала нова ера астрономії! Прорив у гравітаційно-хвильовій астрономії, сплеск досліджень екзопланет і введення в дію наступного покоління наземних і космічних телескопів — усе це, цілком очевидно, вказує на те, що ми стоїмо на порозі ери майже безперервних відкриттів! Як завжди, великі відкриття, інновації та те, що вони уможливлюють, надихають науковців і дослідників дивитися вперед і робити наступний великий крок у пізнанні Всесвіту.

Візьмемо, наприклад, дослідження рідких дзеркал і вдосконалених інтерферометрів, які дають змогу виготовляти абсолютно нові типи телескопів і краще збирати світло для розвитку астрономії. Піонерським прикладом є нещодавно введений в експлуатацію телескоп International Liquid Mirror Telescope (ILMT), який постав на піку Девастал (Devasthal Peak), горі заввишки 2450 м в центральному Гімалайському хребті. На відміну від звичайних телескопів, ILMT оснащено 4-метровим дзеркалом, що швидко обертається. Його покритого шаром ртуті.

Як і в інших сучасних обсерваторіях, ILMT встановлено високо над рівнем моря, щоб мінімізувати спотворення, спричинене водяною парою в атмосфері (явище, відоме як атмосферне заломлення). Подібно до обсерваторії Паранал на півночі Чилі, що входить до складу Європейської південної обсерваторії, або обсерваторії Мауна-Кеа на Гаваях, телескоп ILMT є частиною обсерваторії Девастхал (Devasthal Observatory), розташованої у віддалених горах провінції Уттаракханд (Uttarakhand) у Північній Індії (на захід від Непалу). Телескоп призначений для огляду неба та виявлення таких об’єктів, як наднові, гравітаційні лінзи, космічне сміття, астероїди та інші тимчасові та змінні явища.

Зображення дзеркала ILMT, зроблене під час тестування в Льєжі в Бельгії. Фото з сайту www.universetoday.com.

Доктор Пол Гіксон (Paul Hickson), професор фізики та астрономії Університету Британської Колумбії (The University of British Columbia, UBC) і піонер технології рідинних дзеркал, протягом багатьох років удосконалював цю технологію на Великому зенітному телескопі (Large Zenith Telescope, LZT). Розташований у дослідницькому лісі Малкольма Кнаппа на схід від Ванкувера, Британська Колумбія, LZT мав найбільше рідинно-металеве дзеркало до того, як ILMT було введено в експлуатацію. Завдяки своєму досвіду доктор Гіксон та його колеги відіграли головну роль у проектуванні та створенні оптичної системи ILMT. Телескоп побачив своє перше світло в травні поточного року і тимчасово припинить роботу в жовтні через сезон мусонів в Індії.

Хоча це може звучати як щось із наукової фантастики, основи цієї технології досить прості. Технологія зводиться до трьох компонентів, зокрема контейнер, що містить відбиваючу рідину (наприклад, ртуть), обертову секцію, над якою розташоване рідке дзеркало (Liquid Mirror, LM), і систему приводу. Принцип формування LM заснований на тому, що обертальна сила змушує дзеркало набувати параболічної форми, яка ідеально підходить для фокусування світла. Водночас рідка ртуть захищена надзвичайно тонким шаром лавсану оптичної якості, який запобігає утворенню малих хвиль (через вітер або обертання).

Рідка ртуть є недорогою альтернативою скляним дзеркалам, які дуже важкі та дорогі у виготовленні. Відбите світло проходить через складний багатолінзовий оптичний коректор, а широкоформатна електронна камера у фокусі записує зображення. Як пояснив доктор Гіксон у прес-релізі UBC Science:

«Обертаючись кожні вісім секунд, дзеркало плаває на плівці стисненого повітря товщиною близько 10 мікрон. Для порівняння, товщина людського волосся становить приблизно 70 мікрон. Повітряні підшипники настільки чутливі, що навіть частинки диму можуть пошкодити їх. Друга повітряна подушка запобігає переміщенню ротора вбік. Обертання Землі змушує зображення дрейфувати по камері, але цей рух компенсується електронним способом.

«У камері є коректорна лінза, яка була спеціально розроблена для усунення кривизни зоряних слідів. Зорі ходять по колу навколо північного полюса світу, навколо Полярної зорі. Якщо ви робите експозицію тривалістю одну годину, то на зображенні зорі переміщуються не по прямих лініях, а по дугах або колах. Коректор призначений саме для того, щоб виправити це, щоб видалити кривизну, щоб вирівняти зоряні сліди, надаючи нам чіткі зображення».

3,6-метровий оптичний телескоп обсерваторії Девастхал вночі. Фото з сайту www.universetoday.com.

Регулярні наукові спостереження мають початися пізніше цього року. Очікується, що на цьому етапі ILMT щоночі буде збирати близько 10 ГБ даних, які науковці аналізуватимуть на предмет їх походження (з’ясовуватимуть джерела випромінювання). Потім окремі джерела відберуть для подальших спостережень за допомогою 3,6-метрового оптичного телескопа Devasthal (Devasthal Optical Telescope, DOT) та його складних спектроскопічних приладів. Цей телескоп є найбільшим в Індії. Разом з ILMT та стародавнім храмом Девастхала він входить до складу об’єкта, який перебуває у підпорядкуванні Дослідницького інституту спостережних наук Арьябхатти (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, ARIES).

За допомогою ILMT науковці виконуватимуть пошук астрономічних явищ, які нині перебувають в авангарді астрономічних досліджень. Це змінні об’єкти, зорі, яскравість яких змінюється з часом через зміни їх фізичних властивостей, або об’єкти, що заважають їм (планети, пилові кільця тощо). Перехідні явища, з іншого боку, відносяться до короткочасних подій, таких як наднові, швидкі радіосплески (Fast-Radio Burts, FRB), спалахи гамма-променів (gamma-ray bursts, GRB), гравітаційне мікролінзування тощо. Вивчення цих об’єктів приведе до проривів у галузях астрофізики та космології.

Окрім ARIES і UBC, до колаборації ILMT входять Індійська організація космічних досліджень (Indian Space Research Organization, ISRO), Астрономічний інститут Улуг-Бека (Академія наук Узбекистану), Університет Льєжа, Королівська обсерваторія Бельгії, Познанська обсерваторія в Польщі, Університет Лаваля, Університет Монреаля, Університет Торонто, Єркський університет та Університету Вікторії в Канаді.

За інф. з сайту www.universetoday.com