Кредитно изображение: Близнаци
За инвеститорите, които търсят следващото сигурно нещо, сребристото покритие на 8-метровото огледало на телескопа Gemini South може да изглежда като тайно посрещане на вътрешния човек да инвестира в този ценен метал за огромна печалба. Оказва се обаче, че това огромно огледало изисква по-малко от две унции (50 грама) сребро, което не е почти достатъчно, за да се регистрирате на пазарите на благородни метали. Истинската възвръщаемост на лъскавата инвестиция на Gemini е начинът, по който тя осигурява безпрецедентна чувствителност от земята при изучаване на топли предмети в космоса.
Новото покритие - първото по рода си някога на линията на повърхността на много голямо астрономическо огледало - е сред последните стъпки за превръщането на Близнаци в най-мощния инфрачервен телескоп на нашата планета. „Няма съмнение, че с това покритие телескопът„ Близнаци Юг “ще може да изследва региони на формиране на звезди и планети, черни дупки в центровете на галактиките и други обекти, които досега са се изплъзвали от други телескопи“, казва Чарли Телеско от Университета на Флорида, който е специализиран в изучаване на звездо- и планетообразуващи региони в средната инфрачервена линия.
Покриването на огледалото на Близнаци със сребро използва процес, разработен в продължение на няколко години на тестване и експерименти, за да се получи покритие, което да отговаря на строгите изисквания на астрономическите изследвания. Водещият оптичен инженер на Gemini Максим Бокас, който ръководеше развитието на огледалното покритие, каза: „Предполагам, че бихте могли да кажете, че след няколко години упорит труд за идентифициране и настройване на най-доброто покритие, ние намерихме нашата сребърна облицовка!“
Повечето астрономически огледала са покрити с алуминий с помощта на процес на изпаряване и изискват повторно повторно на всеки 12-18 месеца. Тъй като огледалата близнаци Близнаци са оптимизирани за гледане на обекти както с оптична, така и с инфрачервена дължина на вълната, беше определено различно покритие. Планирането и внедряването на процеса на покритие със сребро за Gemini започна с проектирането на двойни покриващи камери, широки 9 метра, разположени в обсерваториите в Чили и Хавай. Всяка инсталация за покритие (първоначално построена от Кралската обсерватория Гринуич във Великобритания) включва устройства, наречени магнетрони, за да „разпръскват“ покритие върху огледалото. Процесът на разпръскване е необходим при нанасяне на многопластови покрития върху огледалата на Близнаци, за да се контролира точно дебелината на различните материали, отложени върху повърхността на огледалото. Подобен процес на покритие обикновено се използва за архитектурно стъкло, за да се намалят разходите за климатизация и да се получи естетическо отражение и цвят на стъклото върху сградите, но това е първият път, когато той е приложен върху голямо астрономическо телескопско огледало.
Покритието е изградено в куп от четири отделни слоя, за да се гарантира, че среброто се прилепва към стъклената основа на огледалото и е защитено от елементи на околната среда и химически реакции. Както всеки знае със сребърни съдове, петна върху сребро намалява отражението на светлината. Разграждането на незащитено покритие върху огледало на телескопа би имало дълбоко въздействие върху неговите характеристики. Тестовете, направени в Близнаци с десетки малки проби от огледало през последните няколко години, показват, че сребристото покритие, нанесено върху огледалото на Близнаци, трябва да остане силно отразяващо и използваемо поне една година между повторното нанасяне.
В допълнение към голямото първично огледало, 1-метровото вторично огледало на телескопа и трето огледало, което насочва светлината към научни инструменти, също бяха покрити с помощта на същите защитени сребърни покрития. Комбинацията от тези три огледални покрития, както и други съображения за дизайн, са отговорни за драматичното увеличаване на чувствителността на Близнаци към термично инфрачервено лъчение.
Основна мярка за ефективността на телескопа в инфрачервения спектър е неговата излъчвателна способност (колко топлина действително излъчва в сравнение с общото количество, което теоретично може да отделя) в термичната или средно инфрачервената част на спектъра. Тези емисии водят до фонов шум, спрямо който трябва да се измерват астрономическите източници. Близнаците имат най-ниската обща топлинна излъчваемост от всеки голям астрономически телескоп на земята, със стойности под 4%, преди да получат сребърното си покритие. С това ново покритие излъчвателната способност на Gemini South ще спадне до около 2%. При някои дължини на вълната това има същия ефект върху чувствителността като увеличаването на диаметъра на телескопа Близнаци от 8 на повече от 11 метра! Резултатът е значително повишаване на качеството и количеството на инфрачервените данни на Близнаци, което позволява откриване на обекти, които в противен случай биха се загубили от шума, генериран от топлина, излъчваща се от телескопа. Обикновено сред другите наземни телескопи стойностите на излъчване над 10%
Процедурата за възстановяване е успешно проведена на 31 май, а новопокритото огледало на Близнаци Юг е монтирано отново и калибрирано в телескопа. В момента инженерите тестват системите, преди да върнат телескопа към пълна работа. Северното огледало на Близнаци на Mauna Kea ще премине същия процес на покритие преди края на тази година.
Защо сребро?
Причината астрономите да искат да използват среброто като повърхността на огледалото на телескопа се крие в способността му да отразява някои видове инфрачервено лъчение по-ефективно от алуминия. Въпреки това, не само количеството инфрачервена светлина се отразява, но и количеството радиация, действително излъчвано от огледалото (неговата топлинна излъчваемост), прави среброто толкова привлекателно. Това е важен проблем при наблюдение в средната инфрачервена (термична) област на спектъра, което по същество е изследването на топлината от космоса. Основното предимство на среброто е, че той намалява общото топлинно излъчване на телескопа. Това от своя страна увеличава чувствителността на средно инфрачервените инструменти на телескопа и ни позволява да виждаме топли предмети като звездни и планетарни разсадници значително по-добре,? каза Скот Фишър средно инфрачервен астроном в Близнаци.
Предимството идва на цена обаче. За да използвате сребро, покритието трябва да се нанася на няколко слоя, всеки с много точна и еднаква дебелина. За да направите това, устройства, наречени магнетрони, се използват за нанасяне на покритието. Те работят, заобикаляйки изключително чиста метална плоча (наречена мишена) с плазмен облак газ (аргон или азот), който изхвърля атомите от целта и ги отлага равномерно върху огледалото (което се върти бавно под магнетрона). Всеки слой е изключително тънък; със сребърен слой само дебелина около 0,1 микрона или около 1/200 дебелина на човешка коса. Общото количество сребро, отложено върху огледалото, е приблизително равно на 50 грама.
Изучаване на топлина, произхождаща от Космоса
Някои от най-интригуващите обекти във Вселената излъчват радиация в инфрачервената част на спектъра. Често се описва като "топлинно излъчване", инфрачервената светлина е по-червена от червената светлина, която виждаме с очите си. Източниците, които излъчват в тези дължини на вълната, са търсени от астрономите, тъй като по-голямата част от инфрачервеното им излъчване може да премине през облаци от затъмняващ газов прах и да разкрие тайни, които иначе са покрити от гледката. Режимът на инфрачервената дължина на вълната е разделен на три основни региона, близо до, средно и далечно инфрачервено. Близкият инфрачервен лъч е малко над онова, което човешкото око може да види (по-червено от червеното), средно инфрачервеният (често наричан термичен инфрачервен) представлява по-дълги дължини на вълната на светлината, обикновено свързани с източници на топлина в пространството, а далечният инфрачервен представлява по-хладните региони.
Сребърното покритие на Близнаци ще позволи най-значителните подобрения в термичната инфрачервена част на спектъра. Проучванията в този диапазон на дължината на вълната включват райони за формиране на звезди и планети, с интензивни изследвания, които се опитват да разберат как нашата собствена слънчева система се е формирала преди около пет милиарда години.
Оригинален източник: Близнаци News Release
