Kreditna slika: Blizanci
Ulagačima koji traže sljedeću sigurnu stvar, srebrni premaz na 8-metarskom zrcalnom zrcalu Gemini South može se činiti kao tajni savjet insajdera da ulože u ovaj vrijedan metal za veliku zaradu. Međutim, ispada da je za to ogromno ogledalo bilo potrebno manje od dvije unce (50 grama) srebra, što nije dovoljno ni za registraciju na tržištu plemenitih metala. Stvarni povrat Geminijevog sjajnog ulaganja je način na koji pruža neviđenu osjetljivost s tla prilikom proučavanja toplih predmeta u prostoru.
Nova prevlaka - prva ove vrste koja je ikada poravnala površinu vrlo velikog astronomskog zrcala - jedan je od posljednjih koraka u stvaranju Blizanca najmoćnijim infracrvenim teleskopom na našoj planeti. "Nema sumnje da će ovim teleskopom Gemini South moći istražiti područja formiranja zvijezda i planeta, crne rupe u središtima galaksija i druge objekte koji su dosad izbjegli druge teleskope", rekao je Charlie Telesco Sveučilište na Floridi, koje je specijalizirano za proučavanje regija zvijezda i planeta u srednjem infracrvenom.
Prekrivanje zrcala Blizanca srebrom koristi postupak razvijen tijekom višegodišnjeg ispitivanja i eksperimentiranja kako bi se proizveo premaz koji zadovoljava stroge potrebe astronomskih istraživanja. Gemini vodeći optički inženjer, Maxime Boccas koji je nadgledao razvoj premaza ogledalom, rekao je: "Valjda biste mogli reći da smo nakon nekoliko godina napornog rada na prepoznavanju i podešavanju najboljeg premaza pronašli našu srebrnu oblogu!"
Većina je astronomskih ogledala obložena aluminijom pomoću postupka isparavanja i zahtijevaju ponovno čišćenje na svakih 12-18 mjeseci. Budući da su blizanačka ogledala optimizirana za gledanje objekata u optičkim i infracrvenim valnim duljinama, specificiran je drugačiji premaz. Planiranje i primjena postupka prevlačenja srebra za tvrtku Gemini započela je dizajnom dvostrukih 9 metara širokih komora za oblaganje smještenih na promatračnicama u Čileu i na Havajima. Svaka tvornica premaza (koju je prvotno izgradio Royal Greenwich Observatory u Velikoj Britaniji) sadrži uređaje koji se nazivaju magnetroni kako bi se "prskalo" premazom u ogledalu. Postupak prskanja potreban je kod nanošenja višeslojnih prevlaka na Bemini zrcala kako bi se precizno kontrolirala debljina različitih materijala nanesenih na površinu zrcala. Sličan postupak oblaganja najčešće se koristi za arhitektonsko staklo radi smanjenja troškova klimatizacije i stvaranja estetskog odraza i boje stakla na zgradama, ali ovo je prvi put da je primijenjeno na veliko astronomsko zrcalo teleskopa.
Prevlaka je sastavljena u hrpi od četiri pojedinačna sloja kako bi se osiguralo da se srebro prianja uz staklenu podlogu ogledala i štiti od elemenata okoline i kemijskih reakcija. Kao što zna svatko sa srebrnim posuđem, mrlje na srebru smanjuju refleksiju svjetlosti. Degradacija nezaštićenog premaza na zrcalu teleskopa imala bi dubok utjecaj na njegove performanse. Ispitivanja napravljena na Blizancima s desecima malih uzoraka ogledala u posljednjih nekoliko godina pokazuju da bi srebrni premaz nanesen na ogledalo Blizanca trebao ostati visoko reflektirajući i upotrebljiv najmanje godinu dana između ponovnog zagrevanja.
Pored velikog primarnog ogledala, sekundarno ogledalo teleskopa 1 metar i treće ogledalo koje usmjerava svjetlost u znanstvene instrumente također su obloženi istim zaštićenim srebrnim premazima. Kombinacija ova tri zrcalna prevlaka kao i ostala razmatranja dizajna odgovorna su za dramatično povećanje osjetljivosti Geminija na toplinsko infracrveno zračenje.
Ključno mjerilo učinka teleskopa u infracrvenom zračenju je njegova emisivnost (koliko topline ustvari emitira u odnosu na ukupnu količinu koju teoretski može emitirati) u termalnom ili srednjofracrnom dijelu spektra. Te emisije rezultiraju pozadinskom bukom protiv koje se moraju mjeriti astronomski izvori. Blizanci imaju najnižu ukupnu toplinsku emisivnost od bilo kojeg velikog astronomskog teleskopa na zemlji, s vrijednostima ispod 4% prije nego što su dobili svoj srebrni premaz. S ovom novom prevlakom, emisijska sposobnost Gemini South smanjit će se na oko 2%. Kod nekih valnih duljina to ima isti učinak na osjetljivost kao i povećavanje promjera teleskopa Gemini s 8 na više od 11 metara! Rezultat je značajno povećanje kvalitete i količine Geminijevih infracrvenih podataka, što omogućava otkrivanje objekata koji bi se inače izgubili u buci proizvedenoj toplinom koja zrači iz teleskopa. Uobičajeno je da među drugim zemaljskim teleskopima vrijednosti emisije veće od 10%
Postupak sanacije uspješno je proveden 31. svibnja, a novo obloženo ogledalo Gemini South ponovno je postavljeno i kalibrirano u teleskop. Inženjeri trenutno testiraju sustave prije nego što teleskop vrate u potpunosti. Sjeverno ogledalo Blizanca na Mauna Keau proći će isti postupak prevlačenja prije kraja ove godine.
Zašto Silver?
Razlog zbog kojeg astronomi žele koristiti srebro kao površinu u zrcalu teleskopa leži u njegovoj sposobnosti da reflektira neke vrste infracrvenog zračenja učinkovitije od aluminija. Međutim, srebro je tako privlačno ne samo zbog količine infracrvene svjetlosti, već i od količine zračenja koja se zaista emitira iz ogledala (njegova toplinska emisija). To je značajno pitanje kada se promatra u srednjem infracrvenom (termalnom) području spektra, što je u osnovi proučavanje topline iz svemira. Glavna prednost srebra je što smanjuje ukupnu toplinsku emisiju teleskopa. To zauzvrat povećava osjetljivost infracrvenih instrumenata na teleskopu i omogućava nam da toplije predmete poput zvjezdanih i planetarnih rasadnika vidimo znatno bolje,? rekao je Scott Fisher srednji infracrveni astronom u Blizancima.
Prednost ipak dolazi po cijeni. Da biste koristili srebro, premaz se mora nanositi u nekoliko slojeva, svaki vrlo precizne i ujednačene debljine. Da biste to učinili, uređaji zvani magnetroni koriste se za nanošenje premaza. Djeluju tako što okružuju izuzetno čistu metalnu ploču (koja se naziva meta) plazma-oblakom plina (argon ili dušik) koji istjera atome iz cilja i jednoliko ih odlaže na ogledalo (koje se polako okreće ispod magnetrona). Svaki sloj je izuzetno tanak; sa srebrnim slojem debljine samo oko 0,1 mikrona ili oko 1/200 debljine ljudske dlake. Ukupna količina srebra nanesenog na ogledalo otprilike je jednaka 50 grama.
Proučavanje topline koja potječe iz svemira
Neki od najintrigantnijih objekata u svemiru emitiraju zračenje u infracrvenom dijelu spektra. Često se opisuje kao "toplinsko zračenje", infracrvena svjetlost je crvena od crvene svjetlosti koju vidimo očima. Izvori koji emitiraju u ovim valnim duljinama astronomi su traženi jer većina infracrvenog zračenja može proći kroz oblake zamračujuće plinske prašine i otkriti tajne koje su inače zaogrnute pogledom. Režim infracrvene valne duljine podijeljen je u tri glavne regije, blizu, srednje i daleko infracrvene. Blizu infracrvene veze je nešto više od onoga što ljudsko oko može vidjeti (crveno više od crvenog), srednja infracrvena (često se naziva i toplinska infracrvena) predstavlja veće valne duljine svjetlosti, obično povezane s izvorima topline u prostoru, a daleko infracrvena predstavlja hladnije regije.
Gemini srebrni premaz omogućit će najznačajnija poboljšanja u termalnom infracrvenom dijelu spektra. Studije u ovom rasponu valnih duljina uključuju regije zvijezda i planeta, s intenzivnim istraživanjima koja žele razumjeti kako se formirao naš vlastiti Sunčev sustav prije nekih pet milijardi godina.
Izvorni izvor: Gemini News Release
