El Telescopio Gigante de Magallanes ( GMT ) es un telescopio terrestre extremadamente grande en construcción. Consistirá en siete segmentos primarios de 8,4 m (27,6 pies) de diámetro, [1] que observarán luz óptica e infrarroja cercana (320-25000 nm [2] ), con el poder de resolución de un espejo primario de 24,5 m (80,4 pies). y un área de recolección equivalente a 22,0 m (72,2 pies), [3] que es de unos 368 metros cuadrados. [4] Se espera que el telescopio tenga un poder de resolución 10 veces mayor que el del telescopio espacial Hubble . En noviembre de 2017 [actualizar], se habían fundido cinco espejos y comenzó la construcción de las instalaciones de la cumbre. [5][6] [7]
Nombres alternativos | GMT |
---|---|
Parte de | Observatorio Las Campanas |
Ubicación (es) | Vallenar , Trehuaco, Provincia de Huasco , Región de Atacama , Chile |
Coordenadas | 29 ° 02′54 ″ S 70 ° 41′01 ″ O / 29.048217 ° S 70.683575 ° WCoordenadas : 29 ° 02′54 ″ S 70 ° 41′01 ″ O / 29.048217 ° S 70.683575 ° W |
Altitud | 2.516 m (8.255 pies) |
Longitud de onda | 320 nm (940 THz) –25.000 nm (12 THz) |
Construido | 2015-2021 |
Estilo telescopio | Telescopio gregoriano entidad propuesta telescopio óptico |
Diámetro | 25,448 m (83 pies 5,9 pulgadas) |
Diámetro secundario | 3,2 m (10 pies 6 pulgadas) |
Resolución angular | 0,01 segundos de arco |
Área de recolección | 368 m 2 (3.960 pies cuadrados) |
Longitud focal | 18, 202,7 m (59 pies 1 pulg, 665 pies 0 pulg) |
Montaje | monte altazimut |
Sitio web | www |
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Se planea un total de siete espejos primarios, pero comenzará a operar con cuatro. [8] [9] El proyecto de mil millones de dólares está dirigido por Estados Unidos en asociación con Australia, Brasil y Corea del Sur, con Chile como país anfitrión.
Sitio
La ubicación del telescopio es el Observatorio Las Campanas , [10] que también es el sitio de los Telescopios de Magallanes , a unos 115 km (71 millas) al noreste de La Serena, Chile y 180 km (112 millas) al sur de Copiapó, Chile. , a una altitud de 2.516 m (8.255 pies). [11] [12] El sitio ha sido elegido como la ubicación del nuevo instrumento debido a su excelente visibilidad astronómica y clima despejado durante la mayor parte del año. [13] Además, debido a la escasez de centros de población y otras condiciones geográficas favorables, el cielo nocturno en la mayor parte de la región circundante del desierto de Atacama no solo está libre de contaminación atmosférica , sino que además es probablemente uno de los lugares menos afectados por contaminación lumínica , lo que convierte al área en uno de los mejores lugares de la Tierra para la observación astronómica a largo plazo. La gran preparación del sitio comenzó con la primera explosión para nivelar el pico de la montaña el 23 de marzo de 2012. En noviembre de 2015, se inició la construcción del sitio, con una ceremonia de inauguración. [5] [6]
La excavación de los cimientos se completó a principios de 2019. [14]
Espejos
El telescopio utilizará siete de los espejos más grandes del mundo como segmentos de espejo primario, cada uno de 8.417 m (27.61 pies) de diámetro. Estos segmentos se dispondrán entonces con un espejo en el centro y los otros seis dispuestos simétricamente a su alrededor. El desafío es que los seis segmentos exteriores del espejo estarán fuera del eje y, aunque idénticos entre sí, no serán radialmente simétricos individualmente, lo que requerirá una modificación de los procedimientos habituales de pulido y prueba. [15]
Los espejos están siendo construidas por la Universidad de Arizona 's Observatorio Steward Richard F. Caris Laboratorio de Espejos. [16] El moldeo de la primera espejo, en un horno rotativo , se completó el 3 de noviembre de 2005, pero el esmerilado y pulido todavía se va en 6 1 / 2 años después, cuando el segundo espejo fue echado, el 14 de enero de 2012. [17] [18] Un tercer segmento se fundió en agosto de 2013, [8] [19] y el cuarto en septiembre de 2015. [20] La fundición de cada espejo utiliza 20 toneladas de vidrio de borosilicato E6 de la Corporación Ohara de Japón y tarda entre 12 y 13 semanas. [21] Después del yeso, necesitan enfriarse durante unos seis meses. [8]
El pulido del primer espejo se completó en noviembre de 2012. [22] Como se trataba de un segmento fuera del eje, se tuvo que desarrollar una amplia gama de nuevas pruebas ópticas e infraestructura de laboratorio para pulir el espejo.
La intención es construir siete espejos idénticos fuera del eje, de modo que haya un repuesto disponible para sustituir un segmento que se está repintando, un proceso de 1 a 2 semanas (por segmento) requerido cada 1 a 2 años. [23] Si bien el telescopio completo utilizará siete espejos, se planea comenzar a operar con cuatro espejos. [8]
La matriz de espejos primarios en su conjunto tendrá una relación focal (distancia focal dividida por el diámetro) de f / 0,71. Para un segmento individual, que tiene un tercio de ese diámetro, esto da como resultado una relación focal de f / 2.14. [19] La relación focal general del telescopio completo será f / 8 y la prescripción óptica es un telescopio gregoriano aplanático . Como todos los grandes telescopios modernos, utilizará óptica adaptativa . [24] [25]
Los científicos esperan imágenes de muy alta calidad debido a la gran apertura y la óptica adaptativa avanzada. La resolución de la imagen debe exceder la del telescopio espacial Hubble . [26]
Estructura de soporte
La estructura del telescopio tiene un diseño de azimut alternativo y se colocará sobre un muelle de 22 metros de diámetro. [27]
A fines de octubre, GMTO anunció la firma de un contrato con la empresa alemana MT Mechatronics (subsidiaria de OHB SE ) e Ingersoll Machine Tools , con sede en Illinois , para diseñar, construir e instalar la estructura del telescopio GMT. La estructura pesará 1.800 toneladas sin espejos ni instrumentos. Con espejos e instrumentos pesará 2.100 toneladas. Esta estructura flotará sobre una película de aceite (50 micrones de espesor), soportada por varios cojinetes hidrostáticos. Se espera que la estructura se entregue a Chile a fines de 2025. [28] [29]
Control de frente de onda y óptica adaptativa (AO)
Los espejos primarios están alojados dentro de una "celda" que protege los espejos. Los actuadores neumáticos empujarán la parte posterior de los espejos primarios para corregir los efectos de la gravedad y las variaciones de temperatura en los espejos. [30]
El sistema de Óptica Adaptativa del GMT estará integrado en los espejos secundarios que serán deformables. Los espejos secundarios adaptables (o ASM) consisten en una delgada hoja de vidrio que está adherida a más de 7000 actuadores de bobina móvil controlados de forma independiente . Estos actuadores podrán empujar y tirar de los espejos más de 1000 veces por segundo para corregir las distorsiones del frente de onda introducidas por la turbulencia en la atmósfera de la Tierra. [31]
El GMT tendrá varios tipos de óptica adaptativa. La capa de tierra AO permite correcciones en un gran campo de visión (≥ 10 minutos de arco ). La estrella guía natural AO es necesaria para producir correcciones limitadas por difracción en un campo de visión pequeño (20-30 segundos de arco ). La tomografía láser AO utiliza seis estrellas guía láser y una estrella guía natural tenue para extender las correcciones limitadas por difracción a regiones sin una estrella guía brillante. El rendimiento será similar al de Natural Guide Star AO, pero con un contraste reducido. [31]
Instrumentos científicos
Los primeros instrumentos de luz planeados son cuatro instrumentos y un sistema de posicionamiento de fibra de una instalación. [32] El sistema de posicionamiento de fibra es necesario debido al amplio campo de visión del GMT. Usando este sistema es posible observar múltiples objetivos en todo el campo con uno o más de los espectrógrafos. [33]
- GMT-Consortium Large Earth Finder (G-CLEF): un espectrógrafo echelle visible [34]
- Espectrógrafo astronómico y cosmológico multiobjeto GMT (GMACS): un espectrógrafo multiobjeto visible [35]
- Espectrógrafo de campo integral GMT (GMTIFS): un generador de imágenes AO y IFU de infrarrojo cercano [36]
- Espectrógrafo GMT de infrarrojos cercanos (GMTNIRS): un espectrógrafo de infrarrojos cercanos [37]
- El sistema de fibra para muchos instrumentos (MANIFEST): un sistema de fibra para instalaciones [38]
Además, la cámara de puesta en servicio (ComCam) se utilizará para validar el rendimiento de la óptica adaptativa de la capa terrestre del sistema de óptica adaptativa de la instalación GMT. [39]
Comparación
El Telescopio Gigante de Magallanes es uno de una nueva clase de telescopios llamados telescopios extremadamente grandes y cada diseño es mucho más grande que los telescopios anteriores. [40] Otros telescopios extremadamente grandes planeados incluyen el Telescopio Extremadamente Grande y el Telescopio de Treinta Metros . [41]
Nombre | Diámetro de apertura (m) | Área de recolección (m 2 ) | Primera luz |
---|---|---|---|
Telescopio extremadamente grande (ELT) | 39,3 | 978 | 2025 |
Telescopio de treinta metros (TMT) | 30 | 655 | 2027 [42] |
Telescopio gigante de Magallanes (GMT) | 24,5 | 368 | 2029 [43] |
Gran telescopio de África meridional (SALT) | 11,1 × 9,8 | 79 | 2005 |
Telescopios Keck | 10.0 | 76 | 1990, 1996 |
Gran Telescopio Canarias (GTC) | 10,4 | 74 | 2007 |
Telescopio muy grande (VLT) | 8.2 | 50 | 1998-2000 |
Notas: las fechas futuras para la primera luz son provisionales y es probable que cambien. |
Organizaciones
El proyecto está liderado por Estados Unidos en asociación con Australia, Brasil y Corea del Sur, con Chile como país anfitrión. [5] Las siguientes organizaciones son miembros del consorcio que desarrolla el telescopio. [44]
- Universidad de Arizona (Departamento de Astronomía y Observatorio Steward)
- Universidad Estatal de Arizona (Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio (SESE))
- Astronomía Australia Limited
- Universidad Nacional de Australia (Escuela de Investigación de Astronomía y Astrofísica)
- Observatorios Carnegie
- Universidad de São Paulo (Fundación de Investigaciones de São Paulo - FAPESP)
- Universidad de Harvard (conjuntamente; Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA))
- Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (한국 천문 연구원) (KASI)
- The Smithsonian Institution (conjuntamente; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA))
- Universidad Texas A & M
- Universidad de Texas en Austin (Departamento de Astronomía de la Universidad de Texas en Austin)
- Universidad de Chicago (Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Chicago)
La oficina de los Observatorios Carnegie en Pasadena tiene un esquema del conjunto de espejos primarios GMT pintado en su estacionamiento. Es fácilmente visible en imágenes de satélite en 34 ° 09′21 ″ N 118 ° 08′00 ″ O / 34.15591 ° N 118.13345 ° W / 34.15591; -118.13345 ( Esquema del Telescopio Gigante de Magallanes ). En enero de 2018, WSP se adjudicó el contrato para gestionar la construcción del GMT. [45]
Estado de los espejos
Habrá un total de ocho segmentos de espejo primario: un espejo central, seis segmentos fuera del eje, [46] y un segmento fuera del eje de repuesto [47] que se rotará para su uso a medida que cada segmento se limpia y se repinta. Los espejos están hechos de vidrio de borosilicato y tienen una estructura de panal debajo de la superficie del espejo. [46] También se ha diseñado un espejo secundario adaptativo para el telescopio. [46] El telescopio comenzará a observar con sólo cuatro espejos: el central y tres segmentos fuera del eje. [9]
- Espejo 1, fundido en octubre de 2005, [21] completado en agosto de 2012 con pulido completado con una precisión de superficie de 19 nanómetros RMS . [22]
- Mirror 2, emitido en enero de 2012, [21] completado en 2019. [48]
- Espejo 3, fundido en agosto de 2013, [8] [21] actualmente (marzo de 2021) en proceso de pulido fino de su superficie frontal. Menos de un año desde su finalización. [49] [50]
- Espejo 4, emitido en septiembre de 2015. [20] Este es el espejo central. [9] Actualmente (marzo de 2021) la superficie trasera está pulida y se están instalando sus esparcidores de carga. [51]
- Mirror 5, emitido en noviembre de 2017. [52]
- Mirror 6, emitido en marzo de 2021. Se estima que tardará 4 años en completarse. [49]
- Mirror 7, en planificación, se lanzará en 2023. [49] [53]
- Espejo 8, planeado.
Ver también
- desierto de Atacama
- Telescopio extremadamente grande
- Gran Telescopio Canarias
- Lista de los telescopios ópticos reflectores más grandes
- Lista de telescopios ópticos
- Telescopios de Magallanes
- Telescopio de treinta metros
Referencias
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Hay un significado especial para el cuarto espejo. Será la unidad central. Sin él, los otros espejos serían mucho más difíciles de unir para funcionar como un solo telescopio. Además, nuestro plan básico inicia las operaciones del GMT con solo estos cuatro espejos, que se habrán lanzado una vez que este esté completo.
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GMT está diseñado desde el principio en torno a la óptica adaptativa (AO) con el objetivo de producir imágenes de difracción limitada en 1 μm y longitudes de onda más largas.
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enlaces externos
- Página de inicio del Telescopio Gigante de Magallanes
- Conferencia del director Patrick McCarthy sobre las tecnologías detrás de GMT
- Artículo de la oficina de noticias del MIT
- Artículo de New Scientist sobre el telescopio
- Artículo de COSMOS sobre el telescopio
- Contorno pintado de los espejos en el estacionamiento de los Observatorios de la Carnegie Institution en Pasadena
- J. Rosenberg - Ver estrellas (2013) - Revista de Harvard
- J. Davis - Haciendo espejos para el Telescopio Gigante de Magallanes (2013) - The Planetary Society