Norræni stjörnusjónaukinn

Þátttaka Íslands

Íslendingar gerðust aðilar að Norræna stjörnusjónaukanum í júlí 1997. Það er Háskóli Íslands sem á 1% hlut í sjónaukanum en aðildin naut dyggs stuðnings Menntamálaráðuneytisins og Björns Bjarnasonar, þáverandi ráðherra og Sveinbjörns Björnssonar, þáverandi rektors. Aðildin og aðgengið að sjónaukanum hefur skipt sköpum í þróun og vexti stjarnvísinda á Íslandi.

Fyrstu íslensku verkefnin þar sem NOT kom við sögu tengdust rannsóknum á þyngdarlinsum og vetrarbrautahópum. Fljótlega var einnig farið að huga að notkun hans í rannsóknum á glæðum gammablossa, en á fyrri hluta árs 1997 hafði í fyrsta sinn tekist að greina slíkar glæður í sýnilegu ljósi. Blossarannsóknir með NOT eru nú fyrirferðarmestar íslenskra verkefna sem nota sjónaukann. Frá upphafi mælinga á þeim hefur NOT lagt umtalsvert af mörkum við að finna glæðurnar og mæla rauðvik þeirra. Sætir það raunar nokkrum tíðindum, því litrófsmælingar (og þar með ákvörðun rauðviks), eru mun auðveldari eftir því sem sjónaukarnir eru stærri. Með vel skipulögðum mælingum og viðbragðsflýti, sem hvort tveggja er nauðsynlegt í blossarannsóknum, hefur NOT iðulega tekist að slá öðrum og stærri sjónaukum við. Þar skiptir gott samstarf við starfsfólk NOT einnig miklu, en það hefur alltaf verið með ágætum.

Stjarnvísindi á Íslandi hafa sannarlega notið góðs af samvinnunni um NOT. Fræðigreinin hefur vaxið og dafnað á þeim tólf árum sem liðin eru frá því að Háskóli Íslands gerðist aðili að samstarfinu. Íslenskir stjarnvísindamenn, sem ýmist hafa gert sínar mælingar sjálfir með NOT eða notað gögn frá honum, nálgast nú tuginn og er þess vænst að sá fjöldi tvöfaldist fram til ársins 2020. Stjarnvísindi hafa þar með fest sig í sessi sem virk og kröftug vísindagrein á Íslandi.

Staðsetning

NOT er ásamt fleiri sjónaukum á La Palma, staðsettur í um 2400 metra hæð á Strákakletti (Roque de los Muchachos), en þar þykja skilyrði til stjarnmælinga þau bestu sem um getur í Evrópu. Staðarval skiptir mjög miklu við byggingu stjörnu-turna, því til lítils eru gæði sjónaukanna og mælitækjanna ef athugunarskilyrði verða svo takamarkandi þáttur í notkun þeirra.

Eitt vandamál hefur hrjáð alla sjónauka á Kanaríeyjum frá upphafi, en það eru sandstormar (Calimas) frá Sahara eyðimörkinni. Þetta hljómar ótrúlega því fjarlægðin á milli vesturstrandar Afríku og La Palma sem er vestust Kanaríeyja er um 500 kílómetrar. Svo kröftugir geta stormarnir þó orðið að hætta þarf mælingum og loka hvelfingum til að verja tækin fyrir rykinu. Sandstormarnir eru árstíðabundnir að mestu, en geta stundum komið á óvart. Iðulega þarf því að þvo speglana og með reglulegu millibili þarf einnig að endurnýja spegilhúðina.

Sjónaukinn

NOT er spegilsjónauki og er safnspegillinn 2,56 metrar í þvermál. Spegillinn er úr Zerodur gleri sem hefur mjög lágan varmaþanstuðul og því lítið næmur fyrir hitabreytingum. Sjónaukinn er lóðstilltur (alt-azimuth), en óvenjulegur að því leyti að við mælingar snýst öll byggingin sem hýsir hann, en ekki einungis sjónaukinn sjálfur og hvolfþakið. Heildarþyngd stæðunnar sem er á hreyfingu við mælingar er um 40 tonn, en sjálfur spegillinn vegur tæp tvö tonn. Sjónaukinn er af (Super) Ritchey-Chrétien gerð, en það er sérstakt afbrigði Cassegrain-spegilsjónauka sem er án kúluvillu og hjúpskekkju. Aukaspegillinn er 0,51 metri í þvermál og vegur 35 kg.

Frá því sjónaukinn var tekinn í notkun hafa allmörg mælitæki verið smíðuð og notuð við hann. Á síðari árum hafa þau flest verið fjármögnuð með styrkjum frá aðildarlöndum sjónaukans, en einungis að litlu leyti með framlagi frá sjónaukanum sjálfum. Þess hefur einnig verið gætt að uppfæra mælitæki eftir því sem tækninni fleygir fram, til dæmis með því að skipta um CCD-flögur í afkastamestu tækjunum. Flögurnar eru sambærilegar þeim sem notaðar eru í stafrænum myndavélum en mun stærri og margfalt ljósnæmari og algengt verð hverrar flögu er nokkrar milljónir króna.

Eitt af því sem ræður úrslitum um gæði mælinga með stjörnusjónaukum er iðustreymi umhverfis þá. Venjulega eru stjörnuturnar  byggðir þannig að vel er rúmt um sjónaukann svo auðvelt sé að athafna sig í kringum hann til viðhalds eða til að skipta um mælitæki. Þetta veldur því að við upphaf mælinga á hverri nóttu getur liðið alllangur tími frá því hvelfingin er opnuð og þar til loftmassinn innan hennar hefur náð varmajafnvægi við umhverfið. Á meðan geta iðustraumar innan hvelfingarinnar sett mælingum verulegar skorður hvað upplausn varðar. Reynt var að leysa þetta vandamál hjá NOT með því að hafa hvelfinguna eins litla og mögulegt var án þess að skerða nauðsynlegt rými umhverfis sjónaukann. Þá voru sett loftop á hliðar hvelfingarinnar til að flýta fyrir loftskiptum við umhverfið og þar með hraðara varmajafnvægi. Síðarnefnda lausnin hefur síðar verið notuð í hvelfingum nýrri sjónauka, til dæmis risasjónaukanum á La Palma (GranTeCan).

Á þeim tuttugu árum sem liðin eru frá því að sjónaukinn var tekinn í notkun hefur hann verið notaður til margvíslegra verkefna. Hann hefur verið notaður við athuganir og mælingar á nánast öllum sviðum nútíma stjörnufræði, allt frá reikistjörnum, halastjörnum og öðrum fyribærum innan okkar sólkerfis, stjörnum, stjörnumyndun, stjörnutengdum fyrirbærum og sameindaskýjum í okkar Vetrarbraut til fjarlægra vetrarbrauta og fyrirbæra sem eru við mörk hins sýnilega heims. Í síðasttöldu verkefnunum skiptir skerpa sjónaukans sköpum.

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Gunnlaugur Björnsson og Sævar Helgi Bragason (2010). Norræni stjörnusjónaukinn. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/alheimurinn/rannsoknir/norraeni-stjornusjonaukinn (sótt: DAGSETNING).