Credit imagine: Gemeni
Pentru investitorii care caută următorul lucru sigur, acoperirea de argint din oglinda telescopului Gemini South de 8 metri ar putea părea un secret secret al unui privilegiat pentru a investi în acest metal valoros pentru un profit uriaș. Cu toate acestea, se dovedește că această imensă oglindă a necesitat mai puțin de două uncii (50 de grame) de argint, nu destul de aproape pentru a se înregistra pe piețele metalelor prețioase. Adevăratul randament al investiției strălucitoare a Gemenilor este modul în care oferă o sensibilitate fără precedent de la sol atunci când studiază obiecte calde în spațiu.
Noul strat de acoperire - primul de acest fel care a fost vreodată aliniat la suprafața unei oglinzi astronomice foarte mari - este printre ultimii pași în a face din Gemeni cel mai puternic telescop cu infraroșu de pe planeta noastră. „Nu există nicio întrebare că, cu acest înveliș, telescopul Gemeni Sud va putea explora regiunile de formare a stelelor și a planetei, găuri negre din centrele galaxiilor și alte obiecte care au evitat alte telescoape până în prezent”, a declarat Charlie Telesco al Universitatea din Florida care este specializată în studierea regiunilor de formare a stelelor și a planetelor în infraroșu mediu.
Acoperirea oglinzilor Gemeni cu argint folosește un proces dezvoltat de-a lungul mai multor ani de testare și experimentare pentru a produce o acoperire care îndeplinește cerințele stricte ale cercetării astronomice. Inginerul optic al Gemenilor, Maxime Boccas, care a supravegheat dezvoltarea acoperirii oglinzilor, a spus: „Cred că ai putea spune că după câțiva ani de muncă grea pentru identificarea și reglarea celui mai bun strat de acoperire, am găsit căptușeala noastră de argint!”
Majoritatea oglinzilor astronomice sunt acoperite cu aluminiu folosind un proces de evaporare și necesită recuperare la fiecare 12-18 luni. Deoarece oglinzile gemene gemene sunt optimizate pentru vizualizarea obiectelor atât în lungimi de undă optice cât și în infraroșu, a fost specificată o acoperire diferită. Planificarea și punerea în aplicare a procesului de acoperire cu argint pentru Gemeni a început cu proiectarea camerelor de acoperire cu două lățimi de 9 metri, amplasate la instalațiile de observare din Chile și Hawaii. Fiecare instalație de acoperire (construită inițial de Observatorul Regal Greenwich din Marea Britanie) încorporează dispozitive numite magnetroni pentru a „pulveriza” o acoperire pe oglindă. Procesul de pulverizare este necesar atunci când se aplică acoperiri cu mai multe straturi pe oglinzile Gemeni, pentru a controla cu precizie grosimea diferitelor materiale depuse pe suprafața oglinzii. Un procedeu de acoperire similar este utilizat în mod obișnuit pentru sticla arhitecturală pentru a reduce costurile de aer condiționat și pentru a produce o reflectare și o culoare estetică a sticlei de pe clădiri, dar aceasta este prima dată când a fost aplicată pe o oglindă astronomică de mari dimensiuni.
Acoperirea este construită într-un teanc de patru straturi individuale pentru a asigura că argintul aderă la baza de sticlă a oglinzii și este protejat de elementele de mediu și reacțiile chimice. După cum știe oricine cu argintărie, pătrunderea pe argint reduce reflectarea luminii. Degradarea unei acoperiri neprotejate pe o oglindă a telescopului ar avea un impact profund asupra performanței sale. Testele efectuate la Gemeni cu zeci de mici probe de oglindă în ultimii ani arată că stratul argintat aplicat oglinzii Gemeni trebuie să rămână extrem de reflectorizant și să poată fi utilizat cel puțin un an între reconstituiri.
În plus față de oglinda primară mare, oglinda secundară a telescopului de 1 metru și o a treia oglindă care direcționează lumina în instrumente științifice au fost de asemenea acoperite folosind aceleași acoperiri de argint protejate. Combinația dintre aceste trei acoperiri oglindă, precum și alte considerente de proiectare sunt toate responsabile pentru creșterea dramatică a sensibilității Gemenilor la radiațiile infraroșii termice.
O măsură esențială a performanței unui telescop în infraroșu este emisivitatea acestuia (câtă căldură emite de fapt în comparație cu cantitatea totală pe care o poate emite teoretic) în partea termică sau cu infraroșu mediu din spectru. Aceste emisii duc la un zgomot de fond pe care trebuie măsurate sursele astronomice. Gemenii au cea mai mică emisivitate termică totală a oricărui telescop astronomic mare de pe sol, cu valori sub 4% înainte de a primi acoperirea de argint. Cu acest nou înveliș, emisivitatea Gemenilor Sud va scădea la aproximativ 2%. La unele lungimi de undă, acest lucru are același efect asupra sensibilității, precum creșterea diametrului telescopului Gemeni de la 8 la mai mult de 11 metri! Rezultatul este o creștere semnificativă a calității și cantității datelor infraroșii Gemenilor, ceea ce permite detectarea obiectelor care altfel s-ar pierde în zgomotul generat de căldura care radiază de la telescop. Este comun, printre alte telescoape la sol, valori de emisivitate mai mari de 10%
Procedura de recuperare a fost realizată cu succes pe 31 mai, iar oglinda Gemini Sud recent acoperită a fost reinstalată și calibrată în telescop. Inginerii testează în prezent sistemele înainte de a returna telescopul la operații complete. Oglinda Gemeni Nord de pe Mauna Kea va suferi același proces de acoperire înainte de sfârșitul acestui an.
De ce argint?
Motivul pentru care astronomii doresc să folosească argintul ca suprafață de pe o oglindă a telescopului constă în capacitatea sa de a reflecta mai eficient unele tipuri de radiații infraroșii decât aluminiu. Cu toate acestea, nu doar cantitatea de lumină infraroșie care este reflectată, ci și cantitatea de radiații emise efectiv din oglindă (emisivitatea sa termică) care face ca argintul să fie atât de atractiv. Aceasta este o problemă semnificativă atunci când se observă în regiunea infraroșu (termică) a spectrului, care este în esență studiul căldurii din spațiu. „Principalul avantaj al argintului este că reduce emisia termică totală a telescopului. Acest lucru, la rândul său, mărește sensibilitatea instrumentelor cu infraroșu mediu de pe telescop și ne permite să vedem obiecte calde precum pepinierele stelare și planetare semnificativ mai bune ,? a spus Scott Fisher, un astronom cu infraroșu mediu la Gemeni.
Avantajul vine însă la un preț. Pentru a folosi argintul, acoperirea trebuie aplicată în mai multe straturi, fiecare având o grosime foarte precisă și uniformă. Pentru a face acest lucru, pentru aplicarea acoperirii se folosesc dispozitive numite magnetroni. Ele lucrează înconjurand o placă metalică extrem de pură (numită țintă) cu un nor de plasmă de gaz (argon sau azot) care bate atomi din țintă și îi depune uniform pe oglindă (care se rotește lent sub magnetron). Fiecare strat este extrem de subțire; cu stratul de argint grosime de aproximativ 0,1 microni sau aproximativ 1/200 grosimea unui păr uman. Cantitatea totală de argint depusă pe oglindă este aproximativ egală cu 50 de grame.
Studierea căldurii originare din spațiu
Unele dintre cele mai interesante obiecte din univers emit radiații în partea infraroșie a spectrului. Adesea descrisă ca „radiație de căldură”, lumina infraroșie este mai roșie decât lumina roșie pe care o vedem cu ochii noștri. Sursele care emit în aceste lungimi de undă sunt căutate de astronomi, deoarece cea mai mare parte a radiațiilor infraroșii lor pot trece prin nori cu praf obscur de gaz și dezvăluie secrete altfel învăluite din vedere. Regimul lungimii de undă în infraroșu este împărțit în trei regiuni principale, aproape, mediu și infraroșu îndepărtat. În infraroșu aproape este dincolo de ceea ce poate vedea ochiul uman (mai roșu decât roșu), infraroșu mediu (adesea numit infraroșu termic) reprezintă lungimi de undă mai lungi de lumină asociate, de obicei, cu surse de căldură în spațiu, iar infraroșul îndepărtat reprezintă regiuni mai reci.
Învelișul argintiu al gemenilor va permite cele mai importante îmbunătățiri în partea infraroșu termică a spectrului. Studiile din această lungime de undă includ regiuni de formare a stelelor și a planetei, cu cercetări intense care încearcă să înțeleagă cum s-a format propriul nostru sistem solar în urmă cu aproximativ cinci miliarde de ani.
Sursa originală: Comunicat de presă Gemeni
