Dodano: 23 listopad 2020r.

Wraca pomysł budowy ogromnego teleskopu na Księżycu, który pozwoliłby na obserwacje pierwszych gwiazd we Wszechświecie

Naukowcy z University of Texas odkurzyli starą koncepcję budowy na Księżycu ogromnego teleskopu. Ich analizy wykazały, że takie obserwatorium mogłoby pomóc w próbach zbadania pierwszych gwiazd we Wszechświecie.

Superksiężyc

 

Technologia napędza wiele dziedzin nauki. W astronomii jest podobnie. Osiągnięcia na tym polu są ściśle związane z rozwojem innowacyjnych instrumentów naukowych. Coraz więcej teleskopów spogląda coraz dalej w kosmos, cofając czas i pozwalając spojrzeć na najwcześniejsze dni Wszechświata. Jednak pokonanie niektórych ograniczeń wymaga rewolucyjnych projektów.

Zespół kierowany przez Annę Schauer, którego analizy zostały zaakceptowane do publikacji w piśmie „The Astrophysical Journal” (obecnie można się z nimi zapoznać w bazie pre-printów arXiv.org), powrócił do koncepcji budowy na Księżycu ogromnego teleskopu, dzięki któremu można by było spojrzeć jeszcze dalej w kosmos. Pomysł nie jest nowy. Eksperci z NASA odłożyli go na półkę dekadę temu. Jednak obecnie wydaje się, że taki teleskop byłby w stanie poszerzyć granicę poznania i zbadać pierwsze gwiazdy we Wszechświecie.

Gwiazdy III populacji

- W całej historii astronomii teleskopy stawały się coraz potężniejsze, pozwalając na badania obiektów z coraz wcześniejszych czasów, coraz bliżej Wielkiego Wybuchu - powiedział Volker Bromm zajmujący się badaniami pierwszych gwiazdy we Wszechświecie. - Nadchodzący Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba [JWST] da możliwość sięgnięcia czasów, kiedy formowały się pierwsze galaktyki. Ale teoria przewiduje, że były jeszcze wcześniejsze czasy, gdy galaktyki jeszcze nie istniały, a pierwsze gwiazdy III populacji dopiero zaczynały powstawać. Ten moment „pierwszego światła” jest poza możliwościami potężnego JWST. By takie obiekty dostrzec potrzeba lepszego teleskopu – dodał.

Te pierwsze gwiazdy powstały około 13 miliardów lat temu. Są wyjątkowe, uformowały się z mieszaniny gazów wodoru i helu i prawdopodobnie był dziesiątki lub setki razy większe niż nasze Słońce. To gwiazdy tzw. III populacji – pierwsze, najwcześniejsze, niezwykle masywne i krótko żyjące. Eksplozje supernowych gwiazd III populacji wzbogaciły Wszechświat o pierwiastki ciężkie. Jednak jest to hipotetyczna klasyfikacja, bo jak do tej pory nie znamy potwierdzonych przypadków tak starych gwiazd.

Nowe analizy Schauer pokazują, że zaproponowany w 2008 roku przez naukowców z University of Arizona pod kierunkiem Rogera Angela teleskop, mógłby pozwolić na sięgnięcie wzrokiem wstecz, do czasów narodzin pierwszych gwiazd. Obserwatorium z ciekłym zwierciadłem miałoby stanąć na Księżycu. Projekt Angela nazwano Lunar Liquid-Mirror Telescope (LLMT).

Ultimately Large Telescope

NASA przeprowadziła analizę proponowanego obiektu dziesięć lat temu, ale zdecydowała się nie kontynuować tych prac. Koncepcję podchwyciła Schauer, jednak w opracowaniach kierowanego przez nią zespołu naukowców projekt przybrał nazwę Ultimately Large Telescope.

Proponowany teleskop miałby zwierciadło o średnicy 100 metrów. Działałby autonomicznie, a energię czerpałby z paneli solarnych zainstalowanych na powierzchni Księżyca. Dane mógłby przekazywać na Ziemię za pomocą satelity znajdującego się na orbicie księżycowej.

Ultimately Large Telescope - gigantyczny teleskop na Księżycu

Fot. University of Texas McDonald Observatory

Najciekawsza koncepcja dotyczy samego zwierciadła, które, według założeń, miałoby być wykonane z cieczy. To ograniczyłoby masę teleskopu, a także koszty transportu na Srebrny Glob. Według projektu, zwierciadło teleskopu wyglądałoby jak kadź z nieustannie wirującą cieczą. Wirowanie zapewniałoby odpowiedni, paraboidalny kształt. Ciecz, przynajmniej ta znajdująca się na górze wirującego zwierciadła, musiałaby dobrze odbijać światło. We wcześniejszych projektach teleskopów opartych na cieczy proponowano rtęć.

Teleskop byłby nieruchomy. Naukowcy w publikacji wskazali, że najlepiej umieścić go w którymś z kraterów na biegunie północnym lub południowym naszego naturalnego satelity. Umiejscowienie teleskopu na Księżycu, gdzie nie ma co się obawiać wpływu atmosfery, pozwoliłoby na niezrównaną przejrzystość obserwacji. Aby zbadać pierwsze gwiazdy, teleskop skierowany byłby w sposób ciągły na ten sam skrawek nieba, aby zebrać z niego jak najwięcej światła.

- Żyjemy we Wszechświecie gwiazd. W jaki sposób na wczesnym etapie historii kosmosu zaczęło się formowanie gwiazd? To kluczowe pytanie. Pojawienie się pierwszych gwiazd było ogromną zmianą w historii Wszechświata, kiedy pierwotne warunki ustanowione przez Wielki Wybuch ustąpiły miejsca stale rosnącej kosmicznej złożoność, ostatecznie przynosząc życie planetom, co doprowadziło do pojawienia się inteligentnych istot, takich jak my. Ta chwila „pierwszego światła” wykracza poza możliwości obecnych teleskopów oraz tych, które mają powstać w bliskiej przyszłości. Dlatego ważne jest, aby pomyśleć o „ostatecznym” teleskopie, który jest w stanie bezpośrednio obserwować te nieuchwytne pierwsze gwiazdy na krawędzi czasu - powiedział Bromm.

 

Źródło: University of Texas McDonald Observatory