European Extremely Large Telescope

Stærsta auga jarðar

Samkeppni frá öðrum risasjónaukum eins og Þrjátíu metra sjónaukans og Magellan risasjónaukans, verður ákvörðun um byggingu E-ELT tekin árið 2011. Talið er að framkvæmdir við hann muni standa yfir í 5 til 6 ár. Áætlaður kostnaður við þetta metnaðarfulla verkefni er um 1050 milljónir evra.

Sjónaukinn

Í dag geta stakir speglar mest verið ríflega 8 metrar í þvermál. Stærri speglar eru þar af leiðandi alltaf settir saman úr mörgum smáum speglum.

Í E-ELT munu 948 stakir speglar, hver 1,45 metrar í þvermál en aðeins 50mm þykkir, mynda saman einn 39,3 metra breiðan spegil. Aukaspegillinn sjálfur er heldur engin smásmíð eða næstum 6 metrar í þvermál, álíka stór og stærstu speglar jarðar í dag.

Hönnun sjónaukans er byltingarkennd. Segja má að hann sé fimm spegla kerfi. Safnspegillinn varpar ljósinu upp í aukaspegilinn, sem aftur varpar ljósinu niður í þriðja spegilinn (4,2 metrar í þvermál) sem beinir ljósinu inn í aðlögunarsjóntæki sem er samansett úr tveimur 2,5 metra breiðum sjónaukum. Á þessum speglum eru yfir 5000 hreyfiliðir sem aflaga speglana þúsund sinnum á sekúndum í samræmi við ókyrrðina í lofthjúpi jarðar, en þannig má draga úr áhrifum lofthjúpsins á ljósið frá stjörnunni. Að lokum berst ljósið frá þessum speglum í fimmta spegilinn sem er 2,7 metrar í þvermál og gerir lokaleiðréttingar á myndinni.

Til þess að aðlögunarsjóntæknin virki sem skyldi verður að raða öllum speglunum 948 saman með nákvæmni upp á nanómetra eða milljónasta hluta úr millimetra.

Markmið

Markmið Evrópska risasjónaukans er að varpa ljósi á nokkrum grundvallarspurningum um alheiminn. Þessar grundvallarspurningar snerta meðal annars:

• Myndun sólkerfa: E-ELT mun gera stjörnufræðingum kleift að fylgjast með fyrstu myndunarstigum sólkerfa og greina bæði lífræn efnasambönd og vatnssameindir í rykskífum í kringum nýmyndaðar stjörnur. E-ELT mun þar af leiðandi svara nokkrum grundvallarspurningum um myndun reikistjarna og þróun þeirra. Þannig mun E-ELT vonandi færa okkur skrefi nær svari við spurningunni: Erum við ein?

• Leit að fjarreikistjörnum: E-ELT á að leita eftir fjarreikistjörnum, þ.e. reikistjörnum á braut um aðrar sólstjörnur. E-ELT mun ekki einungis geta fundið reikistjörnur á stærð við jörðina með óbeinum hætti, heldur mun sjónaukinn einnig geta ljósmyndað stærri reikistjörnur og jafnvel efnagreint lofthjúpa þeirra. 

• Athuganir á fyrstu stjörnum og vetrarbrautum alheimsins: Stjörnufræðingar vonast til þess að E-ELT varpi ljósi á fjarlægustu og elstu fyrirbæri alheimsins, þ.e. myndun fyrstu stjarnanna, fyrstu vetrarbrautanna og fyrstu svartholanna, en einnig vensl þessara fyrirbæra. E-ELT er hugsaður til þess að framkvæma mjög ítarlegar rannsóknir á fyrstu vetrarbrautum alheimsins og þróun þeirra með tímanum. Á sama tíma er unnt að rannsaka hvernig efnisinnihald alheimsins og dreifing efna hefur breyst með tímanum.

• Mælingar á útþenslu alheimsins: Eitt mikilvægasta markmið E-ELT er að mæla beint útþensluhröðun alheimsins. Slíkar mælingar munu hafa geysileg áhrif á skilning okkar á alheiminum. E-ELT gerir stjörnufræðingum ennfremur kleift að mæla hugsanlegar breytingar á grundvallarföstum alheimsins í gegnum sögu hans. Ef slíkar breytingar finnast ótvírætt hefði það gríðarleg áhrif á skilning okkar á lögmálum eðlisfræðinnar.

Staðsetning

Stórkostlegt rannsóknartæki eins og Evrópski risasjónaukinn kallar á stórfenglega staðsetningu. Þess vegna er mjög vandað til valsins á staðsetningu sjónaukans. Sjónaukinn þarf að vera á hálendum og þurrum stað, langt frá allri ljósmengun og öðrum þeim truflunum sem mögulegar eru. Ýmsir þættir hafa áhrif á staðarákvörðunina:

• Aðstæður í lofthjúpi: Fjöldi heiðskírra nótta, aðstæður til rannsókna í innrauðu ljósi (hæð, hitastig, rakastig o.þ.h.), stjörnuskyggni, ókyrrð í lofti og þess háttar.

• Vísindaleg samlegðaráhrif: Hvaða stjörnuathuganastöðvar munu styðja við E-ELT (t.d. VLT, ALMA, LSST, JMST, SKA og fleiri) og hvar eru þær staðsettar?

• Byggingarþættir: Flatt yfirborð á stærð við nokkra knattspyrnuvelli. Flytja þarf 1500 gáma á byggingarsvæðið hvaðanæva að úr heiminum. Hvaða áhrif hefur staðsetningin á kostnað og tímaáætlun við smíði sjónaukans, sem mun taka nokkur ár.

• Hagnýtir þættir: Stjörnustöðin mun þurfa allt að 10 megawött af raforku - er næga raforku að fá skammt frá? Hvaðan mun vatnið koma? Hvar mun starfsfólkið, 150 talsins, búa og starfa?

Verið er að framkvæma svipaðar athuganir á staðsetningu fyrir Þrjátíu metra sjónaukann (TMT). Þeir staðir sem koma til greina fyrir Þrjátíu metra sjónaukann (allir í Norður- og Suður-Ameríku) koma ekki til greina fyrir E-ELT, en gögnum sem aflað er er deilt á milli.

Í lok apríl 2010 tilkynnti ESO að E-ELT hafi verið valinn staður á Cerro Armazones í Chile, aðeins 20 km frá Cerro Paranal þar sem VLT sjónaukarnir eru staðsettir.

Víðmynd af himninum yfir Cerro Armazones í Chile. Mynd: ESO/S. Brunier

Myndasafn

Paranal stjörnustöðin og eldfjallið Llullaillaco Glæsileg loftmynd af Very Large Telescope (VLT) ESO á Cerro Paranal í Chile. Stjörnustöðin er í 2.600 metra hæð yfir sjávarmáli á einum besta stað heims til rannsókna í stjarnvísindum, Í bakgrunni sést snæviþakinn 6.720 metra hár tindur eldfjallsins Llullaillaco í 190 km fjarlægð. Myndin sýnir vel framúrskarandi gæði loftsins á þessum stað. Mynd: ESO/G.Hüdepohl

Tengt efni

• Rannsóknir í stjarnvísindum

• European Southern Observatory

Fréttir af E-ELT

• 26.4.2010 - E-ELT fundinn staður

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Sævar Helgi Bragason (2010). European Extremely Large Telescope. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/alheimurinn/rannsoknir/e-elt (sótt: DAGSETNING).