Teknologi
Overwhelmingly Large Telescopes i sikte
2005-04-11
Optiske teleskop er i bunn og grunn ikke noe annet enn overdimensjonerte kikkerter. Sett bort ifra forskjellige konstruksjonsteknikker (reflektor/refraktor og andre), har de alle ei linse, eller et speil, og formålet er å samle mye lys og konsentrere det til en liten stråle som du ser gjennom okkularet. Jo større linse/speil, jo skarpere bilde. Det er derimot en grense for hvor store speil det er vits å lage. Fordi atmosfæren rundt Jorden er i bevegelse, brytes og bøyes lyset fra ei stjerne forskjellig, og resultatet blir et "utvasket" bilde med få detaljer. Jo større speil, jo større er effekten av atmosfæren.
Optiske teleskop er i bunn og grunn ikke noe annet enn overdimensjonerte kikkerter. Sett bort ifra forskjellige konstruksjonsteknikker (reflektor/refraktor og andre), har de alle ei linse, eller et speil, og formålet er å samle mye lys og konsentrere det til en liten stråle som du ser gjennom okkularet. Jo større linse/speil, jo skarpere bilde. Det er derimot en grense for hvor store speil det er vits å lage. Fordi atmosfæren rundt Jorden er i bevegelse, brytes og bøyes lyset fra ei stjerne forskjellig, og resultatet blir et "utvasket" bilde med få detaljer. Jo større speil, jo større er effekten av atmosfæren.
I tillegg er det komplisert å lage store speil som er nøyaktige nok. Romteleskopet Hubble har et primærspeil som er 2.4 meter i diameter. Det er kurveformet og avviket fra den ideelle formen er mindre enn en 30.000-dels millimeter. Hvis speilet hadde vært like stort som jordkloden, ville det største "fjellet" være rundt 15 centimeter høyt!
Historisk har størrelsen på speilene vært bestemt av forholdet mellom vekten og diameteren på speilet. Er det for tungt vil det deformeres. De største speilene finner vi derfor i Palomar observatoriet, der det største er på hele 1.5 meter i diameter. Med Aktiv Opptikk begynte man å lage tynnere speil som selv ikke klarer å holde formen. De to Keck teleskopene på Hawaii har hver et hovedspeil på 10 meter i diameter. Disse er imidlertid tynne, og ville ikke ha klart å holde på formen av seg selv. Speilene hviler og styres derfor av 36 bevegelige bærearmer som former speilet to ganger i sekundet ved hjelp av datamaskiner.
Sammenlignet med Hubble som ikke bare har et kjempestort speil, men som i tillegg befinner seg over den forstyrrende atmosfæren, kan det virke umulig å gjøre det bedre med bakkebaserte teleskop. Og det har det hvert. Til nå.
Adaptiv optikk, eller Tilpasningsdyktig Optikk, er en ny teknologi som forminsker de atmosfæriske forstyrrelsene, og sies å være den største teknologiske nyvinningen i astronomiens historie siden Galileo tok i bruk teleskopet for første gang i 1609. Om du er enig i denne svulstige påstanden eller ikke, Adaptiv Optikk er virkelig et gjennombrudd.
Historisk har størrelsen på speilene vært bestemt av forholdet mellom vekten og diameteren på speilet. Er det for tungt vil det deformeres. De største speilene finner vi derfor i Palomar observatoriet, der det største er på hele 1.5 meter i diameter. Med Aktiv Opptikk begynte man å lage tynnere speil som selv ikke klarer å holde formen. De to Keck teleskopene på Hawaii har hver et hovedspeil på 10 meter i diameter. Disse er imidlertid tynne, og ville ikke ha klart å holde på formen av seg selv. Speilene hviler og styres derfor av 36 bevegelige bærearmer som former speilet to ganger i sekundet ved hjelp av datamaskiner.
Sammenlignet med Hubble som ikke bare har et kjempestort speil, men som i tillegg befinner seg over den forstyrrende atmosfæren, kan det virke umulig å gjøre det bedre med bakkebaserte teleskop. Og det har det hvert. Til nå.
Adaptiv optikk, eller Tilpasningsdyktig Optikk, er en ny teknologi som forminsker de atmosfæriske forstyrrelsene, og sies å være den største teknologiske nyvinningen i astronomiens historie siden Galileo tok i bruk teleskopet for første gang i 1609. Om du er enig i denne svulstige påstanden eller ikke, Adaptiv Optikk er virkelig et gjennombrudd.
 |
| Forskjell i bildekvalitet mellom dagens ledende teleskopteknologier. (ESO) |
Utfordringen ligger i å finne ut hvordan lyset blir forstyrret på vei ned gjennom atmosfæren, samt nok datakraft til å regne ut hvordan speilene skal oppføre seg. I 1957 klarte fysikeren Robert Leighton å korrigere for noe av forstyrrelsene, men det er først i dag vi har datakraft til virkelig å dra nytte av teknikken. Måten forstyrrelsene måles på er ved å peke en laserstråle nær teleskopet mot objektet som skal observeres. Strukturen på laserstrålen er kjent, og ved å se hvordan den forstyrres på vei oppover, kan man beregne hvordan lyset fra objektet forstyrres på vei nedover.
Et teleskop med adaptiv optikk, kan med dagens teknologi ta like gode bilder som Hubble. Nå som problemet med atmosfæren er løst, er fokuset satt på hvordan man kan bygge større teleskop.
Et team med over 100 astronomer har over 4 år undersøkt hva som er mulig innen teleskopteknologi. De mener at det innen 10-15 år vil være mulig å bygge teleskop med en diameter på opptil 100 meter, 10 ganger større enn Keck, og over 40 ganger større enn Hubble.
 |
| Slik kan et fremtidig 100-meter teleskop se ut. (ESO) |
Med et ELT vil man kunne lære nye ting om sorte hull, galakseformasjon, mørk energi. Den vil kunne se så langt at den vil kunne fange lyset fra de første galaksene som ble til for kanskje 10 milliarder år siden. Det vil også være mulig å observere exoplaneter rundt andre stjerner, og ikke bare enorme gasskjemper som i denne artikkelen, men også planeter på størrelse med jordkloden.
Ifølge Dr. Isobel Hook, ved universitetet i Oxford, kan et slikt teleskop bygges innen 10-15 år for rundt 8 milliarder kroner. Prislappen for å "redde" Hubbleteleskopet er beregnet til å ligge mellom 6 og 12 milliarder kroner.
Framtiden ser virkelig lys ut!