Kreditna slika: Dvojčki
Za vlagatelje, ki iščejo naslednjo stvar, se lahko zdi, da je srebrna prevleka na 8-metrskem teleskopskem zrcalu Gemini South skrita za tajni nasvet, ki ga vlagajo v to dragoceno kovino, za velik dobiček. Vendar se izkaže, da je za to ogromno ogledalo potrebovalo manj kot dve unci (50 gramov) srebra, kar ni skoraj dovolj za registracijo na trgih plemenitih kovin. Resnična donosnost bleščeče naložbe družbe Gemini je način, kako zagotavlja izjemno občutljivost od tal, ko preučujete tople predmete v vesolju.
Nova prevleka - prva tovrstna vrsta, ki je postavila površino zelo velikega astronomskega ogledala - je med zadnjimi koraki pri ustvarjanju Geminija najmočnejšega infrardečega teleskopa na našem planetu. "Ni dvoma, da bo s tem premazom teleskop Gemini South lahko raziskal področja nastanka zvezd in planetov, črne luknje v središčih galaksij in druge predmete, ki so se do zdaj izogibali drugim teleskopom," je dejal Charlie Telesco Univerza na Floridi, ki je specializirano za preučevanje zvezd in planetov v srednjeročni infrardeči.
Če pokrijete zrcalo Gemini s srebrom, uporabimo postopek, razvit v večletnem testiranju in eksperimentiranju, da bi ustvarili premaz, ki ustreza strogim zahtevam astronomskih raziskav. Geminijev glavni optični inženir, Maxime Boccas, ki je nadzoroval razvoj zrcalnih premazov, je dejal: "Verjetno bi lahko rekli, da smo po nekaj letih trdega dela za prepoznavanje in nastavitev najboljšega premaza našli našo srebrno podlogo!"
Večina astronomskih ogledal je prevlečena z aluminijem s postopkom izhlapevanja in jih je potrebno ponovno obdelati vsakih 12-18 mesecev. Ker so dvojna ogledala Gemini optimizirana za ogled predmetov v optični in infrardeči valovni dolžini, je bil določen drugačen premaz. Načrtovanje in izvedba postopka prevleke s srebrom za Gemini se je začela z zasnovo dvojnih 9 metrov širokih prevlečnih komor, ki se nahajajo na opazovalnicah v Čilu in na Havajih. Vsaka obloga za premaze (prvotno jo je zgradil Royal Greenwich Observatory v Veliki Britaniji) ima naprave, imenovane magnetroni, s katerimi "razprši" premaz na ogledalo. Postopek škropljenja je nujen pri nanašanju večplastnih premazov na ogledala Gemini, da se natančno nadzoruje debelina različnih materialov, naloženih na površini ogledala. Podoben postopek prevleke se običajno uporablja za arhitekturno steklo, da zmanjša stroške klimatske naprave in ustvari estetski odboj in barvo stekla na stavbah, vendar je to prvič uporabljeno za veliko astronomsko teleskopsko ogledalo.
Prevleka je sestavljena v svežino štirih posameznih plasti, da se zagotovi, da se srebro oprime steklene podlage ogledala in je zaščiteno pred elementi okolja in kemičnimi reakcijami. Kot vedo vsi s srebrno posodo, porjavi na srebru zmanjšuje odboj svetlobe. Degradacija nezaščitenega premaza na zrcalu teleskopa bi močno vplivala na njegovo zmogljivost. Testi, narejeni na Geminiju z desetimi vzorci majhnih ogledal v zadnjih nekaj letih, kažejo, da bi moral srebrni premaz, nanesen na ogledalo Gemini, ostati odseven in uporaben vsaj eno leto med ponovnimi nanosi.
Poleg velikega primarnega zrcala sta bila z enakimi zaščitenimi srebrnimi prevlekami prevlečena tudi 1-metrski sekundarni zrcalo teleskopa in tretje ogledalo, ki usmerja svetlobo v znanstvene instrumente. Kombinacija teh treh zrcalnih prevlek in drugi načini oblikovanja so odgovorni za dramatično povečanje občutljivosti Geminija na toplotno infrardeče sevanje.
Ključno merilo uspešnosti teleskopa v infrardeči povezavi je njegova emisivnost (koliko toplote dejansko odda v primerjavi s skupno količino, ki jo lahko teoretično odda) v termičnem ali srednje infrardečem delu spektra. Te emisije povzročajo hrup v ozadju, glede na katerega je treba meriti astronomske vire. Dvojčki imajo najnižjo skupno toplotno emisivnost katerega koli velikega astronomskega teleskopa na tleh, z vrednostmi pod 4%, preden dobijo svojo srebrno prevleko. Z novo prevleko se bo emisijska sposobnost Gemini South zmanjšala na približno 2%. Pri nekaterih valovnih dolžinah to ima enak učinek na občutljivost kot povečanje premera teleskopa Gemini z 8 na več kot 11 metrov! Rezultat tega je znatno povečanje kakovosti in količine infrardečih podatkov Geminija, kar omogoča zaznavanje predmetov, ki bi se sicer izgubili zaradi hrupa, ki ga oddajajo teleskopi. Med drugimi zemeljskimi teleskopi je običajno, da vrednosti emisije presegajo 10%
Postopek sanacije je bil uspešno izveden 31. maja, na novo prevlečeno ogledalo Gemini South pa je bilo ponovno nameščeno in kalibrirano v teleskopu. Inženirji trenutno testirajo sisteme, preden teleskop vrnejo v polno delovanje. Severno ogledalo Gemini na Mauna Kea bo pred koncem letošnjega leta potekalo po enakem postopku prevleke.
Zakaj Silver?
Razlog, da astronomi želijo uporabljati srebro kot površino v zrcalu teleskopa, je njegova sposobnost, da nekatere vrste infrardečega sevanja bolj učinkovito odseva od aluminija. Vendar pa srebro ni tako privlačno le zaradi števila infrardeče svetlobe, ampak tudi od količine sevanja, ki ga dejansko oddaja ogledalo (njegova toplotna emisivnost). To je pomembno vprašanje pri opazovanju v srednjem infrardečem (termičnem) območju spektra, ki je v bistvu preučevanje toplote iz vesolja. ? Glavna prednost srebra je, da zmanjšuje skupno toplotno emisijo teleskopa. To posledično povečuje občutljivost srednje-infrardečih instrumentov na teleskopu in nam omogoča, da tople predmete, kot so zvezdna in planetarna drevesnica, vidimo bistveno bolje,? je dejal Scott Fisher srednji infrardeči astronom v Geminiju.
Prednost pa je cena. Za uporabo srebra je treba premaz nanesti v več slojih, od katerih ima vsak zelo natančno in enakomerno debelino. Da bi to naredili, se za nanos premaza uporabljajo naprave, imenovane magnetroni. Delujejo tako, da obkrožijo izredno čisto kovinsko ploščo (imenovano tarča) z plinskim plazmenim oblakom (argonom ali dušikom), ki atome izloči iz cilja in jih enakomerno odloži na ogledalo (ki se počasi vrti pod magnetronom). Vsaka plast je izredno tanka; s srebrno plastjo le približno 0,1 mikrona ali približno 1/200 debelino človeškega lasu. Skupna količina srebra, odstranjenega na ogledalu, je približno enaka 50 gramom.
Preučevanje toplote, ki izvira iz vesolja
Nekateri najbolj intrigantni predmeti v vesolju oddajajo sevanje v infrardečem delu spektra. Infrardeča svetloba je pogosto opisana kot "toplotno sevanje" rdeča od rdeče svetlobe, ki jo vidimo z očmi. Vire, ki oddajajo v teh valovnih dolžinah, iščejo astronomi, saj lahko večina njihovega infrardečega sevanja prehaja skozi oblake zasenčenega plinskega prahu in razkriva skrivnosti, ki so sicer zakrčene od pogleda. Režim infrardeče valovne dolžine je razdeljen na tri glavne regije, blizu, srednje in daljno infrardeče. Bližnji infrardeči je tik nad tistim, kar človeško oko vidi (rdeče kot rdeče), srednji infrardeči (pogosto ga imenujemo termični infrardeči) predstavlja daljše valovne dolžine svetlobe, ki so običajno povezane z viri toplote v vesolju, daljni infrardeči pa predstavlja hladnejša področja.
Srebrna prevleka Gemini bo omogočila najpomembnejše izboljšave v termičnem infrardečem delu spektra. Študije v tem območju valovnih dolžin vključujejo območja nastanka zvezd in planetov z intenzivnimi raziskavami, ki poskušajo razumeti, kako se je pred petimi milijardami let oblikoval naš lastni osončje.
Izvirni vir: Gemini News Release
