Tag Archives: E-ELT

Дупки в небето над Паранал


Прикачената снимка на четирите лазера, всеки с мощност от около 20 вата, с които се създават изкуствени звезди над ВЛТ е направена преди два дни с патетичния ми джобен цифров фотоапарат-сапунерка. Снимка, направена с професионален фотоапарат може да се види тук: https://www.eso.org/public/teles-instr/vlt/vlt-instr/4lgsf/

Отстрани този експеримент наистина прилича на опит за пробиване на дупки в небето. Това е шега, разбира се. Идеята е не да се пробие небето, а да се „запалят“ в него няколко ярки изкуствени звезди, които да се ползват за коригиране на деформациите на вълновия фронт, които атмосферата над нас създава.

Деформация, вълнов фронт…

За какво става дума?

Представете си една звезда. За простота нека да разгледаме само светлината, която звездата излъчва в един безкрайно къс интервал – това ще е къс светлнинен импулс. Какво се случва с него? – Той се разпространява под формата на идеална кръгла сфера, без деформации, с център съвпадащ със центъра на звездата. Повърхността на сферата – която е именно споменатият по-нагоре вълнов фронт – се разширява със скоростта на светлината и продължава да си е идеално сферична (ефектите от разредения материал в междузвездното пространство са пренебрежими), докато не се сблъска с въздуха в … земната атмосфера.

Земната атмосфера, ни по-малко, ни повече, прави възможен живота на Земята, но за нас астрономите тя е досадна пречка. Проблемът ни е, че тя е динамична – в нея има слоеве в различно налягане и температура, въздухът се движи, плътността му се сменя и заедно с всички тези процеси се менят и оптичните му свойства. Спомнете си, как трептят звездите, когато ги наблюдаваме близо до хоризонта или как се мени формата на морското дъно, когато го гледате през плискащата се вода…

Същото се случва и със звездната светлина, когато навлезе в атмосферата: повърхността на идеалната сфера се нагърчва и далечните звезди вече не изглеждат като точки, а като малки дискове. Грубо казано, размерът на тези дискове се нарича астрономическо качество на изображението (seeing), и е важна характеристика на мястото, където се строят обсерваториите. Според това изискване Чилийските Анди, Хаваите и Южният полюс са някои от местата, най-подходящи за строеж на обсерватории.

За съжаление дори и там атмосферата изиграва своята роля, а да се изкарват телескопите в космоса, над нея, е скъпо удоволствие (за справка космическият телескоп Хъбъл струва около 2.5 милиарда долара, а всеки един от четирите ВЛТ – около 80 милиона евро; за поддръжката д не говорим – един ремонтен полет до Хъбъл струваше около половин милиард, а годишната издръжка на 4-те телескопа на Паранал – тук не броя по-малките – е около двадесет пъти по-евтина).

Но как да направим така, че наземните телескопи да „виждат“ толкова ясно, както космическите?

През 1953 година американският астроном Хоръс Бабкок предлага да се използва деформируемо огледало, чиято форма се контролира с компютър толкова бързо, че може да проследява „трептенето“ на звездите и да ги „заковава“ на едно място, така че да изглеждат като точкови източници, а не като дискове, каквито ги прави атмосферата (може да видите как изглежда изображението на една звезда без и с използване на адаптивна оптика: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Ao_movie.gif).

Адаптивната оптика не бива да се бърка с активната оптика, която само компенсира деформациите на големите телескопни огледала заради неравномерното им натоварване, включително и от собственото им тегло.

Трябва да минат десетилетия, преди да се появят две технологии, които да направят възможна адаптивната оптика: достатъчно бързи компютри и достатъчно чувствителни детектори (по времето на Бабкок астрономите използват фотографски филми и плаки, които регистрират едва няколко процента от падащите върху тях фотони; съвременните цифрови детектори регистрират 90-95 процента от фотоните).

Първи използват адаптивната оптика американските военно-въздушни сили по времето на Студената война за да наблюдават Съветски спътници (интересна статия за това, но на английски: http://www.npr.org/2013/06/24/190986008/for-sharpest-views-scope-the-sky-with-quick-change-mirrors).

През 90-те години постепенно новата технология става цивилна и започва да се използва в астрономията. Тя обаче има едно изискване – да се наблюдават ярки обекти, чието „трептене“ се проследява и коригира. Уви, интересните звезди не са така ярки като съветските спътници. В началото това ограничава астрономическите приложения на адаптивната оптика до изследване на околностите на ярки звезди – например за да се търсят около тях планети – точно по този метод преди повече от десет години беше наблюдавана за пръв път планета в друга слънчева система именно в нашата обсерватория (https://www.eso.org/public/news/eso0428/).

Не знам на кого принадлежи идеята да се използва лазер, за да се заобиколи това ограничение, но тя се свежда до следното – високо в атмосферата, на около 20-30 километра има слой от натрий. Ако насочим нагоре натриев лазер, светлината излъчена от него ще бъде погълната от натриевите атоми в този слой и ще бъде преизлъчена, но във всички посоки; част от преизлъчената светлина ще се върне към нас и в резултат ще се получи изкуствена звезда.

Четирите лъча от снимката създават точно такива ярки изкуствени звезди. А са четири, за да може да се коригира качеството на астрономическото изображение върху по-голяма площ на небето. Апаратурата все още се изпробва. Една от първите й задачи ще бъде да наблюдава центъра на нашата Галактика, към който в момента се приближава голям газов облак. Той едва ли ще е достатъчен за да направи от Млечния път истинска активна галактика (за щастие), но наблюденията на процесите, които ще съпътстват преминаването му от там със сигурност ще ни кажат нещо интересно за нашия дом, Млечния Път.

sam_2795a

Leave a comment

Filed under astronomy, астрономия, наука, science

Euronews story: “E-ELT: Europe’s extreme new telescope”


Almost a month ago, on Jun 18, .2014 the top of Cerro Armazones was blown up to clear a wider flat space for the new E-ELT. Contrary to what the Euronews title says, the abbreviation is deciphered European Extremely Large Telescope.

A team of journalists from the news channel led by Jeremy Wilks attended the event and prepared a report, featuring (briefly) yours truly: http://www.euronews.com/2014/07/17/e-elt-europes-extreme-new-telescope/

Bellow is the Paris-time broadcast schedule for the next week:

– Monday: 11:15, 22:45

– Tuesday: 15:15, 19:45

– Wednesday: 11:15, 18:45

– Thursday: 13:45, 18:15, 23:45

– Friday: 05:15, 11:45, 13:45, 15:15, 18:15

– Saturday: 12:45, 18:15, 21:45, 22:45

– Sunday: 08:45, 13:45, 19:15

Leave a comment

Filed under astronomy, астрономия, наука, science

Строителството на европейския 39-метров телескоп


Вчера, на 18.06.2014 година, върхът Серо Армазонес, в околностите на чилийския град Антофагаста, бе изравнен за да се създаде достатъчно голяма равна площадка за строителството на 39-метровия европейски телескоп Е-ЕЛТ (European Extremely Large Telescope; http://en.wikipedia.org/wiki/E-ELT). Телескопът е проект на Европейската южна обсерватория (European Southern Observatory; www.eso.org), в която работя от 2001 година. Предполага се, че неговото строителството ще отнеме десетилетие, и първите наблюдения ще започнат през 2024 година.

Най-лесно изравняването се прави с експлозия, което се случи тук към 2 часа следобед, чилийско време. Съобщение на ЕСО за пресата, с много снимки и видео от събитието може да се види тук: http://www.eso.org/public/news/eso1419/

Моето собствено видео е тук: https://www.youtube.com/watch?v=6ahsjKU-xhU

Leave a comment

Filed under astronomy, астрономия, наука, science

ESO E-ELT Programme Confirmed / Европейската Южна Обсерватория ще строи най-големия телескоп в света


Вчера съветът на страните, членки на Европейската Южна Обсерватория (ЕСО) потвърди програмата за строителството на E-ELT (European Extremely Large Telescope). Телескопът ще е от 40-метров клас, ще се намира в Чили и по предварителни оценки ще струва малко над 1 милиард евро. Вече са осигурени около 60% от тази сума, строителството ще започне след като ЕСО събере 90% – такава е политиката на обсерваторията, за да няма недовършени проекти. Телескопът ще се строи повече от десетилетие, така че има шанс преди да се пенсионирам, да поработя с него. 🙂

Защо петнадесетината държави, членки на ЕСО, са готови да изхарчат толкова пари в средата на кризата, за един на пръв поглед ненужен проект? По мое мнение проектът е ненужен само на пръв поглед, а очевидно така мислят и други хора.

Първо, тези пари няма да отидат на бунището, те са ре-финансиране на собствените високотехнологични индустрии на страните-членки на обсерваторията; технологиите, които ще бъдат разработени при строителството на E-ELT и неговите инструменти ще намерят приложение в какви ли не области (това е огромна отделна тема, само един пример – има хора, които в момента работят върху деформируеми изкуствени очни лещи, базирани на принципите на адаптивната оптика, използвана в астрономията; те ще могат да променят фокусното си разстояние).

Второ, и според мене по-важно – науката подтиква хората да си задават по-често въпроса “защо”. Пред по-голяма част от ежедневието си ние сме потопени в свят, който активно се бори срещу този “вреден” навик – имам предвид рекламите и индустриите, които стоят зад тях или политиците: идеалният потребител само след два-три кадъра е готов да посегне към кредитната карта или механично да гласува с бюлетина в този или онзи цвят. Пред тези индустрии обаче стои бариерата на навика да питаме защо: защо ни казват това или онова, защо тази стока е по-добра от онази, защо този политик е по-малката злина от онзи… Хората, които са гласували един милиард за строителството на E-ELT (част то тях са политици!) много добре разбират, че децата, които ще се загледат в изображенията на далечни галактики, са бъдещите инженери и технолози, които ще създадат iPhone модел 105 и онези адаптируеми лещи, от които всички ще имаме нужда на стари години…

Отношението между между науката и бизнеса е двупосочна симбиоза – ние им даваме технологии и кадри, но също използваме технологии и кадри, създадени с чисто търговска цел. Ние изграждаме и поддържаме в обществото онзи вреден навик със задаването на въпроси, който го поддържа стабилно и го предпазва (в някаква степен) от залитания във фатална посока. Но също така ние се нуждаем от бизнеса, който ни издържа с данъците си (дори и да не ги плаща целите).

В нашата обсерватория работят около 800 човека (приблизително два мото-стрелкови батальона от едновремешната БНА) и годишният ни бюджет през последните години варира от 120 до 150 млн. евро (публична информация, има я в годишните отчети на ЕСО). Това е приблизително съпоставимо с цената на един Ф35 (154-237 млн. долара, в зависимост от модификацията), от който до сега са произведени 63 и се планират над 2400 (всички числа тук са от Wikipedia). Обсерваторията е една, а самолетите са хиляди. На фона на тези суми недостигащите средства за поддържането на Националната Астрономическа Обсерватория в Рожен, са направо смешни и тъжни.

Съобщението за пресата за вчерашното заседание на Съвета на ЕСО може да се прочете тук:
http://www.eso.org/public/announcements/ann12096/

Leave a comment

Filed under астрономия, наука