Μια ημέρα στη ζωή του ESO Η εκδήλωση για τα 50 χρόνια του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου σε ζωντανή σύνδεση με το κέντρο ελέγχου του αστεροσκοπείου Paranal στις 5 Οκτωβρίου 2012. Έγινε παρατήρηση του νεφελώματος «Κράνος του Θωρ», μίλησαν παράγοντες και αστρονόμοι του ESO για τα τηλεσκόπια του και τις τελευταίες εξελίξεις στην αστρονομική έρευνα με ενδιάμεσες προβολές των οκτώ τμημάτων της ταινίας «Η Ευρώπη στα άστρα».
Το ESO με μια ματιά
Η αστρονομία συχνά αναφέρεται ως η αρχαιότερη των επιστημών και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η θέα προς την εντυπωσιακή ζώνη άστρων του Γαλαξία μας – καθώς εκτείνεται στον νυχτερινό ουρανό, μία σκοτεινή βραδιά – προκαλεί δέος στους ανθρώπους όλων των ηλικιών και πεποιθήσεων. Σήμερα η αστρονομία ξεχωρίζει ως η πλέον σύγχρονη και δυναμική επιστήμη, χρησιμοποιώντας τη πλέον προηγμένη τεχνολογία και πλέον πολυσύνθετες τεχνικές.
Η εποχή που ζούμε είναι συναρπαστική για την αστρονομία. Η τεχνολογία πλέον μας επιτρέπει να μελετήσουμε αντικείμενα στα όρια του Σύμπαντος και να ανιχνεύσουμε την ύπαρξη πλανητών γύρω από άλλα άστρα. Μπορούμε να αρχίσουμε να απαντούμε. To αστεροσκοπείο του ESO στο Παρανάλ, αποτελεί την αιχμή του δόρατος στη διεθνή αστρονομική έρευνα. Αποτελεί τόπο διεξαγωγής φιλόδοξων προγραμμάτων για τη σχεδίαση, κατασκευή και λειτουργία πανίσχυρων επίγειων εγκαταστάσεων αστρονομικής παρατήρησης με στόχο σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις.
Το ESO συμβάλλει σημαντικά στην διεθνή συνεργασία για την αστρονομική έρευνα. Το ESO διαχειρίζεται τρία κορυφαία, σε παγκόσμιο επίπεδο, παρατηρητήρια στην έρημο Ατακάμα της Χιλής: στη La Silla, το Paranal και το Chajnantor. Το πρώτο παρατηρητήριο του ESO εγκαταστάθηκε στη La Silla, σε ύψος 2400 μ βόρεια του Σαντιάγο της Χιλής. Είναι εξοπλισμένο με διάφορα οπτικά τηλεσκόπια διαμέτρου ως 3,6 μέτρων.
Το 3,5 μέτρων New Technology Telescope (Τηλεσκόπιο Νέας Τεχνολογίας) αποτέλεσε σημαντικότατη καινοτομία τόσο σχεδιαστικά όσο και κατασκευαστικά, καθώς ήταν το πρώτο στο κόσμο το οποίο διέθετε κύριο κάτοπτρο ελεγχόμενο από υπολογιστή, μία τεχνολογία που αναπτύχθηκε αρχικά στο ESO και σήμερα χρησιμοποιείται από τα μεγαλύτερα σύγχρονα τηλεσκόπια στο κόσμο. Το 3,6 μέτρων τηλεσκόπιο του ESO φιλοξενεί σήμερα τον πλέον προηγμένο κυνηγό εξωπλανητών: το HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) ένα φασματογράφο μοναδικής ακρίβειας.
Ενώ το La Silla παραμένει στη πρώτη γραμμή της αστρονομικής έρευνας, αποτελώντας το δεύτερο σε παραγωγικότητα επίγειο παρατηρητήριο, το Paranal, εγκατεστημένο σε ύψος 2600 μέτρων με το σύμπλεγμα του Very Large Telescope (VLT) αποτελεί τη ναυαρχίδα της Ευρωπαϊκής αστρονομίας. Το Paranal βρίσκεται σε απόσταση 130 χμ. νότια της πόλης Antofagasta της Χιλής, σε απόσταση 12 χμ. από την χιλιανή ακτή του Ειρηνικού ωκεανού, σε μία από τις πλέον ξηρές περιοχές της Γης. Η επιστημονική έρευνα ξεκίνησε εκεί το 1999 και έχει αποδώσει πολλά εξαιρετικά επιστημονικά αποτελέσματα.
Το VLT είναι ένα εξαιρετικά ασυνήθιστο τηλεσκοπικό σύμπλεγμα, το οποίο χρησιμοποιεί την πλέον προηγμένη τεχνολογία. Αποτελείται από τέσσερα τηλεσκόπια, καθένα από τα οποία διαθέτει ένα κάτοπτρο διαμέτρου 8,2 μέτρων. Με ένα τέτοιο όργανο, μπορούν να ληφθούν εικόνες από αστρονομικά αντικείμενα μεγέθους 30 με έκθεση μίας ώρας. Αυτά τα αντικείμενα είναι τέσσερα δισεκατομμύρια φορές αμυδρότερα απ’ όσο μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι.
Ένα εντυπωσιακό χαρακτηριστικό του VLT είναι η δυνατότητα χρήσης του ως ένα γιγάντιο συμβολόμετρο (VLT Interferometer ή αλλιώς VLTI). Στο VLTI το φως των τεσσάρων τηλεσκοπίων (ή μερικών εξ αυτών) συνδυάζεται με ένα ή περισσότερα από τα τέσσερα βοηθητικά τηλεσκόπια των 1.8 μέτρων.
Σε αυτή τη συμβολομετρική διάταξη, το VLTI έχει διακριτική ικανότητα ενός τηλεσκοπίου με διάμετρο όση η απόσταση μεταξύ των κατόπτρων των δύο πιο απομακρυσμένων τηλεσκοπίων του συμπλέγματος. Για το VLTI αυτή η απόσταση μπορεί να φτάσει και τα 200 μέτρα.
Κάθε χρόνο κατατίθενται περίπου 2000 προτάσεις για τη χρήση των τηλεσκοπίων του ESO, υπερκαλύπτοντας τις προσφερόμενες νύχτες τέσσερις ως έξι φορές. Το ESO αποτελεί τον πλέον παραγωγικό οργανισμό επίγειας αστρονομικής παρατήρησης, και ο ετήσιος αριθμός δημοσιεύσεών του σε περιοδικά με κριτές για το 2008 μόνο, υπερέβη τις 700.
Το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), το μεγαλύτερο έργο αστρονομικής παρατήρησης στο κόσμο, αποτελεί μία επαναστατική εγκατάσταση. Το ALMA θα αποτελείται από ένα σύμπλεγμα 66 γιγάντιων δεκτών διαμέτρου 12 και 7 μέτρων, οι οποίοι θα παρατηρούν σε χιλιοστομετρικά και υπο-χιλιοστομετρικά μήκη κύματος. Η κατασκευή του ALMA ξεκίνησε το 2003 και οι παρατηρήσεις αναμένεται να ξεκινήσουν μέσα στο 2011. Το ALMA βρίσκεται στο υψίπεδο Llano de Chajnantor σε υψόμετρο 5000 μέτρων, στο ψηλότερο σημείο εγκατάστασης ενός επίγειου αστρονομικού παρατηρητηρίου.
Το ALMA αποτελεί συνεργασία μεταξύ της Ευρώπης, της Ανατολικής Ασίας και της Βορείου Αμερικής, σε συνεργασία με τη Χιλή. Το ESO είναι ο ευρωπαϊκός εταίρος της κοινοπραξίας του ALMA. Η εγκατάσταση στο Chajnantor φιλοξενεί επίσης το διαμέτρου 12 μέτρων τηλεσκόπιο APEX για παρατήρηση χιλιοστομετρικά και υπο-χιλιοστομετρικά μήκη κύματος, το οποίο διαχειρίζεται το ESO για λογαριασμό της κοινοπραξίας των Onsala Space Observatory, Max Planck Institute for Radio Astronomy και ESO.
Το επόμενο βήμα μετά το VLT είναι η κατασκευή του τηλεσκοπίου European Extremely Large optical/infrared Telescope (E-ELT) με διάμετρο πρωτεύοντος κατόπτρου τα 39 μέτρα. Το E-ELT θα αποτελέσει «το μεγαλύτερο μάτι της ανθρωπότητας προς το Σύμπαν» – το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο στο οπτικό και υπέρυθρο τμήμα του φάσματος στο κόσμο, το οποίο σχεδιάζεται από το ESO σε συνεργασία με την επιστημονική κοινότητα. Το E-ELT θα κληθεί να διερευνήσει αναπάντητα μέχρι σήμερα αστρονομικά ερωτήματα. Ίσως, τελικά, να αλλάξει δραματικά την αντίληψή μας για το Σύμπαν, όπως έκανε το τηλεσκόπιο του Γαλιλαίου πριν από 400 χρόνια. Η τελική έγκριση κατασκευής του αναμένεται μέσα στο 2011, ενώ η έναρξη των παρατηρήσεων υπολογίζεται για τις αρχές της επόμενης δεκαετίας.
Οι κεντρικές εγκαταστάσεις του ESO βρίσκονται στο Garching, κοντά στο Μόναχο της Γερμανίας. Αποτελούν το επιστημονικό, τεχνικό και διοικητικό κέντρο του ESO όπου διεξάγονται προγράμματα τεχνολογικής έρευνας και ανάπτυξης για την παραγωγή των πλέον προηγμένων οργάνων παρατήρησης για τα αστεροσκοπεία του.
Αποτελεί επίσης την έδρα του Ευρωπαϊκού Κέντρου Διαχείρισης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου (Space Telescope – European Coordinating Facility), το οποίο διαχειρίζεται από κοινού με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).
Τηλεσκόπια και Όργανα
Σύμφωνα με την ιδρυτική του συνθήκη, το ESO παρέχει τις προηγμένες εγκαταστάσεις του στους Ευρωπαίους αστρονόμους και προωθεί και οργανώνει τη συνεργασία στο πεδίο της αστρονομικής έρευνας. Σήμερα το ESO λειτουργεί μερικά από τα μεγαλύτερα και πλέον προηγμένα αστρονομικά παρατηρητήρια σε τρεις τοποθεσίες στη βόρεια Χιλή, στη La Silla, το Paranal και το Chajnantor. Οι τόποι αυτοί είναι ιδανικοί για αστρονομικές παρατηρήσεις στο Νότιο Ημισφαίριο. Το ESO επίσης συμβάλλει αποφασιστικά στη διαμόρφωση του Ευρωπαϊκού Χώρου Έρευνας με δραστηριότητες όπως η τεχνολογική έρευνα, η οργάνωση συνεδρίων και εκπαιδευτικών δράσεων για την αστρονομία και την αστροφυσική.
Το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (Very Large Telescope), το πιο προηγμένο παρατηρητήριο του κόσμου στο ορατό φάσμα.
Το πλέγμα τηλεσκοπίων του Very Large Telescope array (VLT) αποτελεί τη ναυαρχίδα της ευρωπαϊκής επίγειας αστρονομικής παρατήρησης για την τρίτη χιλιετία. Είναι το κορυφαίο οπτικό επιστημονικό όργανο, αποτελούμενο από τέσσερις Μονάδες – Τηλεσκόπια, με κύριο κάτοπτρο διαμέτρου 8.2 μέτρων και τέσσερα κινητά Βοηθητικά Τηλεσκόπια διαμέτρου 1.8 μέτρων το καθένα.
Τα τηλεσκόπια μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνδυαστικά ανά δύο, τρία ή για να σχηματίσουν ένα τεράστιο συμβολόμετρο, το συμβολόμετρο VLTI, το οποίο επιτρέπει στους αστρονόμους να παρατηρήσουν λεπτομέρειες 25 φορές πιο αμυδρές από αυτές που παρατηρούνται από κάθε τηλεσκόπιο ξεχωριστά. Οι φωτεινές δέσμες συνδυάζονται στο VLTI με τη βοήθεια ενός πολύπλοκου συστήματος κατόπτρων, τα οποία βρίσκονται σε υπόγειες σήραγγες κάτω από τα τηλεσκόπια, οι οπτικές διαδρομές των οποίων είναι ίσες, με ακρίβεια 1 χιλιοστού του χιλιοστού στα εκατό μέτρα.
Με αυτή την ακρίβεια το VLTI μπορεί να συνθέσει εικόνες με διακριτική ικανότητα χιλιοστού του δευτερολέπτου τόξου (milliarcsecond), κάτι που ισοδυναμεί με ικανότητα να ξεχωρίζει του προβολείς ενός αυτοκινήτου που βρίσκεται στη Σελήνη. Τα Τηλεσκόπια Μονάδες διαμέτρου 8.2 μέτρων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ανεξάρτητα. Με ένα τέτοιο τηλεσκόπιο καταγράφονται εικόνες ουρανίων αντικειμένων μέχρι μεγέθους 30 με χρόνο έκθεσης μίας ώρας. Αυτό μας επιτρέπει να καταγράψουμε αντικείμενα τέσσερις δισεκατομμύρια φορές αμυδρότερα απ’ αυτά που βλέπουμε δια γυμνού οφθαλμού.
Τα μεγάλα τηλεσκόπια ονομάζονται Antu, Kueyen, Melipal και Yepun. Περισσότερες πληροφορίες για τη σημασία των ονομάτων αυτών βρίσκονται εδώ.
Περισσότερες τεχνικές πληροφορίες για το VLT είναι διαθέσιμες στη Λευκή Βίβλο του VLT. H Λευκή Βίβλος, έγινε διαθέσιμη στο διαδίκτυο στη διάρκεια της περιόδου σχεδίασης και κατασκευής του VLT και ενημερώνονταν διαρκώς μέχρι την εκδήλωση για το “Πρώτο Φως” του VLT στα τέλη Μαΐου 1998. Η Λευκή Βίβλος βασίζεται σε ένα μεγάλο αριθμό εγγράφων και άρθρων διαφορετικών επιπέδων. Να σημειωθεί ότι αυτό το έγγραφο δεν ενημερώνεται πλέον.
Τηλεσκόπια και Όργανα
Το πρόγραμμα ανάπτυξης επιστημονικών οργάνων για το VLT αποτέλεσε το πλέον φιλόδοξο πρόγραμμα για ένα και μόνο παρατηρητήριο. Περιλαμβάνει την κατασκευή εικονογράφων ευρέως πεδίου, κάμερες και φασματογράφους με διόρθωση προσαρμοζόμενων οπτικών, καθώς και φασματογράφους υψηλής ανάλυσης και πολλαπλών αντικειμένων, καλύπτοντας ένα ευρύτατο φάσμα μηκών κύματος από το βαθύ υπεριώδες (300 nm) ως το μέσο υπέρυθρο (24 μm).
Τα τηλεσκόπια των 8.2 μέτρων στεγάζονται σε μικρού όγκου, ελεγχόμενης θερμοκρασίας κτήρια, τα οποία περιστρέφονται μαζί με τα τηλεσκόπια. Αυτή η σχεδίαση αντισταθμίζει σε μεγάλο βαθμό τις όποιες δυσχέρειες προκαλούν στην παρατήρηση οι ατμοσφαιρικές συνθήκες, όπως η περιδινήσεις του ατμοσφαιρικού αέρα στο σωλήνα του τηλεσκοπίου οι οποίες μπορεί να δημιουργηθούν από μεταβολές στη θερμοκρασία και τον άνεμο.
Το πρώτο από τα τέσσερα τηλεσκόπια, το ‘Antu’, τέθηκε σε λειτουργία την 1η Απριλίου 1999. Σήμερα βρίσκονται σε λειτουργία και τα τέσσερα μεγάλα καθώς και τα τέσσερα βοηθητικά τηλεσκόπια.
Η Πολύ Μεγάλη Συστοιχία (The ESO Very Large Array)
Το VLT έχει αναμφισβήτητα μεγάλη επίδραση στην παρατηρησιακή αστρονομία. Είναι το πιο παραγωγικό επίγειο παρατηρητήριο και τα αποτελέσματά του περιλαμβάνονται σε μία τουλάχιστον επιστημονική εργασία κάθε μέρα κατά μέσον όρο. Το VLT συνέδραμε σημαντικά ώστε το ESO να αποτελεί το πιο παραγωγικό οργανισμό επίγειας παρατήρησης στο κόσμο. Το VLT δημιούργησε τις συνθήκες για την έναρξη μίας νέας εποχή επιστημονικών ανακαλύψεων και μερικών αξιοσημείωτων επιστημονικών πρωτείων, συμπεριλαμβανομένων της πρώτης εικόνας ενός εξωπλανήτη (eso0428),την καταγραφή της κίνησης άστρων γύρω από μία τεράστιας μάζας μελανή οπή στο κέντρο του Γαλαξία μας (eso0846), και την παρατήρηση της εναπομείνασας ακτινοβολίας της πλέον απόμακρης έκρηξης ακτίνων-γ.
Αν και τα τέσσερα τηλεσκόπια των 8.2 μέτρων μπορούν να συνδυαστούν στο συμβολόμετρο VLTI, εν γένει χρησιμοποιούνται ως ανεξάρτητα τηλεσκόπια και πραγματοποιούν συμβολομετρικές παρατηρήσεις μερικές μόνο νύχτες κάθε χρόνο. Τα τέσσερα μικρότερα βοηθητικά τηλεσκόπια (AT) μπορούν να συνδυαστούν για συμβολομετρική παρατήρηση (VLTI) κάθε νύχτα.
Τα AT βρίσκονται πάνω σε ράγες και μπορούν να μετακινηθούν μεταξύ μερικών με ακρίβεια προσδιορισμένων θέσεων από τις οποίες οι φωτεινές δέσμες του συλλεγομένου φωτός συνδυάζονται συμβολομετρικά. Τα AT είναι ιδιαίτερα τηλεσκόπια καθώς ο προστατευτικός θόλος τους είναι ιδιαίτερα συμπαγής, ‘κτισμένος’ γύρω τους και μετακινείται μαζί τους μεταφέροντας ένα σύμπλεγμα ηλεκτρονικών, υδραυλικών, εξαεριστήρων και ψυκτικών συστημάτων. Κάθε AT διαθέτει ένα ‘μεταφορέα’ ο οποίος ανυψώνει και μετακινεί το τηλεσκόπιο μεταξύ των διαφόρων θέσεων τοποθέτησής του.
Το ξενοδοχείο του VLT, ο ξενώνας Residencia, είναι ένα βραβευμένο κτήριο και απετέλεσε μέρος των σκηνικών της ταινίας του Τζέιμς Μποντ Quantum of Solace.
La Silla, Το πρώτο αστρονομικό παρατηρητήριο του ESO
Το παρατηρητήριο La Silla, βρίσκεται σε απόσταση 600 χιλιομέτρων βόρεια του Σαντιάγο της Χιλής σε ένα υψόμετρο 2400 μέτρων και υπήρξε το λίκνο της αστρονομικής έρευνας για το ESO από τη δεκαετία του 1960. Σε αυτό το ESO διαθέτει μερικά από τα πλέον παραγωγικά τηλεσκόπια του κόσμου στη κλάση των 4 μέτρων.
Το 3.5 μέτρων New Technology Telescope υπήρξε πρωτοποριακό δείγμα σχεδίασης και κατασκευής τηλεσκοπίων και το πρώτο στον κόσμο με ελεγχόμενο από υπολογιστή πρωτεύον κάτοπτρο (ενεργά οπτικά), μία τεχνολογία η οποία αναπτύχθηκε στο ESO και σήμερα εφαρμόζεται στα περισσότερα από τα μεγάλα τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο.
Το 3.6 μέτρων τηλεσκόπιο ESO φιλοξενεί σήμερα τον καλύτερο κυνηγό εξωπλανητών, τον μοναδικής ακρίβειας φασματογράφο HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher). Tο παρατηρητήριο La Silla υπήρξε το πρώτο στο κόσμο που απέσπασε την πιστοποίηση International Organization for Standardization (ISO) 9001 Quality Management System.
Στις εγκαταστάσεις του La Silla φιλοξενούνται επίσης τηλεσκόπια κρατών μελών του ESO για στοχευμένα παρατηρησιακά προγράμματα, όπως το ελβετικό τηλεσκόπιο των 1.2 μέτρων Euler, το Rapid-Eye Mount Telescope (REM) και TAROT (για την παρατήρηση εκρήξεων ακτίνων-γ), αλλά και πιο απλά τηλεσκόπια, όπως το 2.2 μέτρων Max Planck και το 1.54 μέτρων Δανέζικο τηλεσκόπιο.
Ο εικονογράφος ευρέως πεδίου των 67 εκατομμυρίων εικονοστοιχείων (pixels) Wide Field Imager, τοποθετημένος στο 2.2 μέτρων τηλεσκόπιο μας έχει δώσει πολλές εντυπωσιακές εικόνες ουρανίων αντικειμένων. Με 300 περίπου επιστημονικές δημοσιεύσεις σχετιζόμενες με παρατηρήσεις από τις εγκαταστάσεις του το La Silla παραμένει στην πρώτη γραμμή της αστρονομίας. Η λειτουργία του οδήγησε σε τεράστιο αριθμό ανακαλύψεων, πολλές φορές μοναδικών.
Ο φασματογράφος HARPS είναι ο αδιαμφισβήτητος πρωταθλητής στην ανακάλυψη εξωπλανητών. Με αυτόν ανακαλύφθηκε το σύστημα γύρω από το Gliese 581, στο οποίο βρίσκεται μάλλον ο πρώτος βραχώδης πλανήτης σε «περιοχή κατοίκησης» εκτός του ηλιακού μας συστήματος.
Αρκετά τηλεσκόπια του La Silla, συνέβαλαν σημαντικά στην ταύτιση των εκρήξεων ακτίνων-γ – των μεγαλύτερων ενεργειακά εκρήξεων στο Σύμπαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη – με τις εκρήξεις άστρων μεγάλης μάζας. Από το 1987 το παρατηρητήριο La Silla του ESO έχει διαδραματίσει σημαντικότατο ρόλο στη μελέτη της εξέλιξης του πλησιέστερου πρόσφατου υπερκαινοφανούς, SN 1987A.
Το παρατηρητήριο La Silla βρίσκεται στις παρυφές της Ερήμου Ατακάμα της Χιλής, ένα από τα πλέον ξηρά και ακατοίκητα σημεία του πλανήτη. Όπως και τα υπόλοιπα αστεροσκοπεία της ευρύτερης περιοχής βρίσκεται μακριά από τη φωτορύπανση και όπως και το Paranal, στο οποίο βρίσκεται το Very Large Telescope, διαθέτει πρόσβαση στο σκοτεινό νυχτερινό ουρανό.
APEX, Φτάνοντας σε νέα ύψη την υποχιλιοστομετρική αστρονομία
Το ESO διαχειρίζεται το τηλεσκόπιο Atacama Pathfinder Experiment (APEX) στο μεγαλύτερου υψομέτρου αστρονομικό παρατηρητήριο στη Γη, στα 5100 μέτρα, στο υψίπεδο του Chajnantor στην περιοχή της ερήμου Ατακάμα.
Το APEX έχει διάμετρο 12 μέτρων και είναι ευαίσθητο σε χιλιοστομετρικά και υποχιλιοστομετρικά μήκη κύματος – μεταξύ του υπέρυθρου και των ραδιοκυμάτων. Η αστρονομία στο χιλιοστομετρικό φάσμα, ανοίγει ένα παράθυρο στο μακρινό Σύμπαν, διαπερνώντας την μεσογαλαξιακή ύλη, όμως τα ασθενή σήματα από το διάστημα απορροφώνται από τους υδρατμούς της γήινης ατμόσφαιρας.
Το Chajnantor αποτελεί ιδανικό τόπο για ένα τέτοιο τηλεσκόπιο, καθώς η περιοχή είναι από τις ξηρότερες στη Γη και βρίσκεται τουλάχιστον 750 μέτρα ψηλότερα από τα αστεροσκοπεία στη Mauna Kea της Χαβάης, και 2400 μέτρα ψηλότερα από το Very Large Telescope (VLT) στο υψίπεδο του Paranal. Η παρατήρηση σε υποχιλιοστομετρικά μήκη κύματος αποτελεί ένα ανεξερεύνητο μέτωπο για την αστρονομία και αποκαλύπτει ένα Σύμπαν το οποίο δεν φαίνεται στο γνώριμο ορατό και υπέρυθρο τμήμα του φάσματος.
Είναι ιδανική για την μελέτη του «ψυχρού Σύμπαντος». Το φως σε αυτά τα μήκη κύματος εκπέμπεται από τα εκτεταμένα ψυχρά νέφη στο μεσοαστρικό χώρο, σε θερμοκρασίες μερικών μόνο δεκάδων βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αυτό το φως για τη μελέτη των φυσικών και χημικών διεργασιών στα μοριακά αυτά νέφη, που αποτελούν περιοχές πυκνής συγκέντρωσης αερίων και κοσμικής σκόνης, όπου γεννιούνται νέα άστρα. Στο ορατό φάσμα, αυτές οι περιοχές εμφανίζονται σκοτεινές λόγω της σκόνης αλλά λάμπουν στο χιλιοστομετρικό και υποχιλιοστομετρικό τμήμα του φάσματος.
Αυτή η περιοχή μηκών κύματος είναι επίσης ιδανική για τη μελέτη μερικών από των νεώτερων και πλέον απομακρυσμένων γαλαξιών του Σύμπαντος, των οποίων το φως έχει ερυθρομετατοπιστεί σε αυτά τα μακρύτερα μήκη κύματος. Το APEX είναι το μεγαλύτερο υποχιλιοστομετρικού μήκους κύματος τηλεσκόπιο, το οποίο δραστηριοποιείται στο νότιο ημισφαίριο.
Διαθέτει πλειάδα διαφορετικών οργάνων τα οποία είναι διαθέσιμα στους αστρονόμους για τις παρατηρήσεις τους. Το σημαντικότερο ίσως είναι το LABOCA (Large APEX Bolometer Camera), το οποίο χρησιμοποιεί ένα πλέγμα εξαιρετικά ευαίσθητων θερμοανιχνευτών (θερμομέτρων) – γνωστών ως βολόμετρα – για την ανίχνευση υποχιλιοστομετρικών ακτινοβολιών. Με περίπου 300 στοιχεία, αποτελεί το μεγαλύτερο καταγραφικό όργανο του είδους του στο κόσμο.
Για να μπορέσει να ανιχνεύσει τις ελάχιστες θερμοκρασιακές μεταβολές που προκαλούνται από την υποχιλιοστομετρική ακτινοβολία, καθένας από τους ανιχνευτές του ψύχεται σε θερμοκρασία μικρότερη των 0.3 βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν – στους μείον 272.85 βαθμούς Κελσίου. Η υψηλή ευαισθησία του LABOCA, σε συνδυασμό με το ευρύ πεδίο του (ένα τρίτο της διαμέτρου της Σελήνης), το καθιστούν ανεκτίμητο εργαλείο για την παρατήρηση στο υποχιλιοστομετρικό Σύμπαν.
Το APEX αποτελεί τον προπομπό του ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ενός επαναστατικού νέου τηλεσκοπίου, το οποίο το ESO σε συνεργασία με εταίρους από όλο τον κόσμο κατασκευάζει στο υψίπεδο Chajnantor. Το APEX βασίζεται στην πρότυπη κεραία που κατασκευάστηκε για το ALMA, και θα εντοπίσει πολλούς πιθανούς στόχους τους οποίους το ALMA θα παρατηρήσει λεπτομερώς.
Το APEX αποτελεί συνεργασία μεταξύ του Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), του Onsala Space Observatory (OSO), και του ESO. Το τηλεσκόπιο διαχειρίζεται το ESO.
Τα τηλεσκόπια επισκόπησης του ESO, χαρτογραφώντας με τη μέγιστη λεπτομέρεια τον ουρανό
Δύο νέα και πανίσχυρα τηλεσκόπια – το Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) και το VLT Survey Telescope (VST) – ξεκινάνε τη λειτουργία τους στο παρατηρητήριο του Paranal στη βόρεια Χιλή. Είναι αναμφισβήτητα τα πλέον εξειδικευμένα τηλεσκόπια επισκόπησης στο κόσμο και θα ενισχύσουν σημαντικά την ερευνητική δυναμική του Paranal.
Τα περισσότερα από τα πλέον ενδιαφέροντα ουράνια αντικείμενα – από μικρά αλλά εν δυνάμει επικίνδυνα, όπως οι αστεροειδείς, ως τους πλέον απομακρυσμένους ημιαστέρες (κβάζαρς) – είναι σπάνια. Η ανακάλυψή τους μοιάζει σαν την αναζήτηση βελόνας στα άχυρα. Τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια, όπως το Very Large Telescope (VLT) του ESO και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble των NASA/ESA, μπορούν να μελετήσουν ένα ελάχιστο τμήμα του ουρανού κάθε φορά, όμως τα VISTA και VST έχουν σχεδιαστεί να απεικονίζουν μεγάλες περιοχές του ουρανού, γρήγορα και σε βάθος.
Τα δύο αυτά τηλεσκόπια θα απασχοληθούν για έως πέντε χρόνια, διεκπεραιώνοντας εννέα προσεκτικά σχεδιασμένες επισκοπήσεις, από τις οποίες θα προκύψουν τεράστιες βάσεις δεδομένων, που θα περιέχουν τόσο εικόνες όσο και καταλόγους αντικειμένων για να τις επεξεργαστούν οι αστρονόμοι τις επόμενες δεκαετίες. Τα Τηλεσκόπια Επισκόπησης θα συμβάλλουν σημαντικά στην μελέτη για τα παρατηρητήρια του μέλλοντος όπως το European Extremely Large Telescope (E-ELT) και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST).
Ενδιαφέροντα αντικείμενα που θα ανακαλυφθούν από τα Τηλεσκόπια Επισκόπησης θα αποτελέσουν ερευνητικό στόχο για το γειτονικό τηλεσκόπιο VLT καθώς και για άλλα επίγεια και τροχιακά παρατηρητήρια. Και τα δύο Τηλεσκόπια Επισκόπησης βρίσκονται εγκατεστημένα σε θόλους κοντά στο VLT και απολαμβάνουν τις ίδιες εξαιρετικές συνθήκες παρατήρησης με αυτό καθώς και την επιχειρησιακή του αποτελεσματικότητα.
Το VISTA διαθέτει πρωτεύον κάτοπτρο διαμέτρου 4.1 μέτρων και αποτελεί με διαφορά το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο για επισκοπήσεις στο κόσμο, αποκλειστικά για χρήση επισκόπησης στο εγγύς υπέρυθρο. Σχεδιάστηκε στο Ηνωμένο Βασίλειο και αποτέλεσε μέρος της συνεισφοράς στη διαδικασία εισδοχής στο ESO, με την οικονομική συνδρομή του UK Science and Technology Facilities Council (STFC). Το πρωτεύον κάτοπτρο είναι το πλέον κυρτό κάτοπτρο που κατασκευάστηκε ποτέ και η κατασκευή του αποτέλεσε ένα θαυμαστό επίτευγμα. Στην καρδιά του VISTA βρίσκεται μία κάμερα βάρους 3 τόνων, η οποία διαθέτει 16 ειδικούς καταγραφείς, ευαίσθητους στο υπεριώδες φως, οι οποίοι προσδίδουν στο VISTA ανάλυση περίπου 67 εκατομμυρίων εικονοστοιχείων (67 megapixels). Το VISTA διαθέτει έτσι τη μεγαλύτερη δυνατότητα κάλυψης του ουρανού από οποιαδήποτε άλλη αστρονομική κάμερα στο εγγύς υπέρυθρο. Η δυνατότητα παρατήρησης σε μήκη κύματος μεγαλύτερα από αυτά στα οποία «βλέπει» το ανθρώπινο μάτι θα επιτρέψει στο VISTA να μελετήσει αντικείμενα τα οποία είναι σχεδόν αδύνατο να παρατηρηθούν στο ορατό φάσμα, λόγω της χαμηλής τους θερμοκρασίας, ή της επικάλυψής τους από νέφη σκόνης, ή εξαιτίας της μετατόπισης στο ερυθρό λόγω της διαστολής του χώρου στη διάρκεια του μακρινού ταξιδιού του φωτός τους που ξεκίνησε από το νεαρό Σύμπαν.
Το VISTA θα μπορέσει να ανιχνεύσει και να καταλογογραφήσει αντικείμενα σε όλη την έκταση του Νότιου Ημισφαιρίου, με ευαισθησία 40 φορές μεγαλύτερη από αυτή που επετεύχθη σε προηγούμενες επισκοπήσεις, όπως η Two Micron All-Sky Survey. Τα VISTA επισκοπήσεις ξεκίνησε στις αρχές του 2010.
Το VST είναι ένα υπερσύγχρονο τηλεσκόπιο 2,4 μέτρων, εξοπλισμένο με την OmegaCAM, μία τεράστια κάμερα CCD με ανάλυση 268 megapixels, με πεδίο τέσσερις φορές μεγαλύτερο από την επιφάνεια της πανσέληνου. Συμπληρώνει το VISTA και θα σαρώνει τον ουρανό στο ορατό φάσμα. Το VST αποτελεί συνεργασία μεταξύ του ESO και του Capodimonte Astronomical Observatory (OAC) από τη Νάπολι, ένα ερευνητικό κέντρο του Ιταλικού Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής (INAF).
Οι επιστημονικοί στόχοι των επισκοπήσεων περιλαμβάνουν την διερεύνηση πολλών από τα πλέον ενδιαφέροντα σύγχρονα προβλήματα, από τη φύση της σκοτεινής ενέργειας μέχρι την απειλή από τους γειτονικούς μας αστεροειδείς. Μεγάλες ομάδες αστρονόμων από όλη την Ευρώπη θα πραγματοποιήσουν αυτές τις επισκοπήσεις. Μερικές από αυτές θα καλύψουν το μεγαλύτερο τμήμα του νότιου ημισφαιρίου, ενώ άλλες θα εστιαστούν σε μικρότερες περιοχές.
Τόσο το VISTA όσο και το VST θα παράξουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων. Μία εικόνα από το VISTA έχει ανάλυση 67 megapixels ενώ μία από την OmegaCam του VST 268 megapixels. Αθροιστικά τα δεδομένα από τα δύο Τηλεσκόπια Επισκόπησης σε μία νύχτα θα είναι κατά πολύ περισσότερα από αυτά που προκύπτουν απ΄ όλα τα όργανα του VLT μαζί. Κάθε χρόνο το VISTA και το VST θα παράγουν περισσότερα από 100 Terabytes δεδομένων.
ALMA, αναζητώντας την κοσμική μας προέλευση
Ψηλά στο υψίπεδο του Chajnantor, στις Χιλιανές Άνδεις, το ESO, σε συνεργασία με διεθνείς εταίρους, κατασκευάζει το ALMA, ένα υπερσύγχρονο τηλεσκόπιο το οποίο θα μελετά το φως από τα ψυχρότερα αντικείμενα του Σύμπαντος. Το φως αυτό έχει μήκη κύματος περίπου ενός χιλιοστού, κάπου μεταξύ του υπεριώδους και των ραδιοκυμάτων, και είναι γνωστό ως χιλιοστομετρική και υποχιλιοστομετρική ακτινοβολία.
Το φως σε αυτά τα μήκη κύματος, εκπέμπεται από τεράστια ψυχρά νέφη στον μεσοαστρικό χώρο, με θερμοκρασίες μερικών δεκάδων βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν και από κάποιους από τους νεώτερους και πλέον μακρινούς γαλαξίες του Σύμπαντος. Οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα αυτά για να μελετήσουν τις φυσικές και χημικές συνθήκες που επικρατούν στα μοριακά νέφη – τις πυκνές περιοχές αερίου και σκόνη όπου γεννιούνται νέα άστρα. Συχνά αυτές οι περιοχές του Σύμπαντος είναι σκοτεινές και αδιόρατες στο ορατό φως, λάμπουν όμως ιδιαίτερα στο χιλιοστομετρικό και υποχιλιοστομετρικό τμήμα του φάσματος.
Η παρατήρηση της χιλιοστομετρικής και υποχιλιοστομετρικής ακτινοβολίας ανοίγει ένα νέο παράθυρο στο αινιγματικό ψυχρό Σύμπαν. Η ακτινοβολία αυτή όμως απορροφάται έντονα από τους υδρατμούς της γήινης ατμόσφαιρας. Τηλεσκόπια αυτού του είδους πρέπει να κατασκευάζονται σε ψηλά και ξηρά σημεία, όπως το 5.000 μέτρων υψίπεδο του Chajnantor, το οποίο αποτελεί το ψηλότερο σημείο εγκατάστασης αστρονομικού παρατηρητηρίου στη Γη.
Το ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), αποτελεί το μεγαλύτερο αστρονομικό έργο σήμερα. Ο τόπος εγκατάστασης του ALMA περίπου 50 χιλιόμετρα ανατολικά του San Pedro de Atacama, στη βόρεια Χιλή, είναι ένα από τα ξηρότερα μέρη στη Γη. Οι αστρονόμοι βρίσκουν εκεί μοναδικές συνθήκες παρατήρησης, είναι όμως αναγκασμένοι να λειτουργούν το τελευταίας τεχνολογίας παρατηρητήριο κάτω από εξαιρετικά δύσκολες συνθήκες. Το Chajnantor βρίσκεται 750 μέτρα ψηλότερα από τα αστεροσκοπεία της Mauna Kea και 2400 μέτρα ψηλότερα από το VLT στο Cerro Paranal.
Το ALMA θα αποτελέσει ένα ενιαίο τηλεσκόπιο επαναστατικής σχεδίασης, αποτελούμενο από 66 κεραίες υψηλής ακρίβειας, οι οποίες θα λειτουργούν σε μήκη κύματος από 0.3 ως 9.6 χιλιοστόμετρα. Το κεντρικό σύμπλεγμα θα διαθέτει πενήντα κεραίες διαμέτρου 12 μέτρων, οι οποίες θα λειτουργούν σε συμβολομετρική διάταξη σαν ένα τηλεσκόπιο. Μία μικρότερη ομάδα τεσσάρων κεραιών διαμέτρου 12 μέτρων και δώδεκα διαμέτρου 7 μέτρων θα συμπληρώνει το κεντρικό σύμπλεγμα. Οι κεραίες θα μπορούν να μετακινούνται στο υψίπεδο σε διατάξεις πλάτους από 150 μέτρων ως 16 χιλιομέτρων, παρέχοντας στο ALMA την δυνατότητα μεταβλητής μεγέθυνσης. Έτσι θα μπορεί να παρατηρεί το Σύμπαν σε χιλιοστομετρικά και υποχιλιοστομετρικά μήκη κύματος, με μοναδική ευαισθησία και διακριτική ικανότητα και ευκρίνεια έως και δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble, συμπληρώνοντας τις παρατηρήσεις που θα πραγματοποιούνται από το συμβολόμετρο του VLT.
To ALMA θα είναι το ισχυρότερο τηλεσκόπιο παρατήρησης του ψυχρού Σύμπαντος – παρατηρώντας μοριακά νέφη αερίων και σκόνης καθώς και παραμένουσα ακτινοβολία από τη Μεγάλη Έκρηξη. Το ALMA θα μελετήσει τα δομικά στοιχεία των άστρων και των πλανητικών συστημάτων, των γαλαξιών και της ίδιας της ζωής. Παρέχοντας στους επιστήμονες λεπτομερείς εικόνες της γέννησης των άστρων στα νέφη αερίου κοντά στο Ηλιακό μας σύστημα, και ανιχνεύοντας μακρινούς γαλαξίες στην φάση της δημιουργίας τους στα όρια του παρατηρήσιμου Σύμπαντος, όπως ήταν περίπου δέκα δισεκατομμύρια χρόνια πριν, θα επιτρέψει στους αστρονόμους να διερευνήσουν μερικά από τα θεμελιώδη ερωτήματα της κοσμικής μας προέλευσης.
Η κατασκευή του ALMA θα ολοκληρωθεί περίπου το 2012, αλλά κάποιες πρώτες παρατηρήσεις με ένα μικρό σύμπλεγμα κεραιών θα ξεκινήσουν μέσα στο 2011.
Το ALMA αποτελεί κοινό έργο της Ευρώπης, με την Ιαπωνία, την Βόρεια Αμερική σε συνεργασία με τη Χιλή. Το ALMA χρηματοδοτείται από το ESO, για την Ευρώπη, το National Institutes of Natural Sciences για την Ιαπωνία, σε συνεργασία με την Academia Sinica της Ταιβάν και το National Research Council of Canada από τη Βόρεια Αμερική. Η κατασκευή του ALMA και η λειτουργία του γίνονται από το ESO εκ μέρους της Ευρώπης, το National Astronomical Observatory of Japan, εκ μέρους της Ιαπωνίας και για την Βόρεια Αμερική από το National Radio Astronomy Observatory, το οποίο τελεί υπό τη διεύθυνση της ένωσης πανεπιστημίων Associated Universities, Inc.
E-ELT, προετοιμάζοντας μια Επανάσταση
Η αστρονομία διέρχεται ένα «χρυσό αιώνα». Τις προηγούμενες δεκαετίες πραγματοποίησε συνταρακτικές ανακαλύψεις που συνεπήραν τον κόσμο, από τους πρώτους πλανήτες σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα, ως το επιταχυνόμενο Σύμπαν, το οποίο κυριαρχείται από τις αινιγματικές σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια.
Η Ευρώπη βρίσκεται στο προσκήνιο της σύγχρονης αστρονομίας, κυρίως λόγω των πρωτοποριακών επίγειων εγκαταστάσεων παρατήρησης του ESO, ενός προεξάρχοντος διακρατικού οργανισμού επιστήμης και τεχνολογίας στην αστρονομία. Η σύγχρονη πρόκληση είναι να ισχυροποιήσει και να παγιώσει αυτή τη θέση για το μέλλον. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με ένα επαναστατικό νέο επίγειο τηλεσκόπιο, το European Extremely Large Telescope (E-ELT), η επιστημονική απόδοση του οποίου θα είναι τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από άλλες υπάρχουσες εγκαταστάσεις. Ένα τέτοιο τηλεσκόπιο μπορεί τελικά, να φέρει την επανάσταση στο πως αντιλαμβανόμαστε το Σύμπαν, όπως ίσως συνέβη και με το τηλεσκόπιο του Γαλιλαίου, 400 χρόνια πριν.
Το European Extremely Large Telescope, με προτεινόμενη διάμετρο 39 μέτρων, βρίσκεται στη φάση του λεπτομερούς σχεδιασμού, ενώ η έναρξη λειτουργίας του σχεδιάζεται για το 2018.
Το «μάτι» του τηλεσκοπίου θα έχει διάμετρο όσο μισό γήπεδο ποδοσφαίρου και θα συγκεντρώνει 15 φορές περισσότερο φως από τα μεγαλύτερα σύγχρονα οπτικά τηλεσκόπια. Αυτό το τηλεσκόπιο βασίζεται στον επαναστατικό σχεδιασμό πέντε κατόπτρων, τα οποία με τη βοήθεια της τεχνολογίας προσαρμοζόμενων οπτικών, θα διορθώνουν τις ατμοσφαιρικές διαταραχές, παρέχοντας εικόνες 15 φορές πιο ευκρινείς από αυτές του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble. Το κεντρικό κάτοπτρο αποτελείται από περίπου 1000 εξαγωνικά τμήματα.
Είμαστε Μόνοι;
Το E-ELT προχωράει την αστρονομία ένα βήμα μπροστά. Με διάμετρο 42 μέτρων και τον ενσωματωμένο μηχανισμό προσαρμογής οπτικών, το E-ELT θα είναι καινοτόμο στο είδος του. Το E-ELT θα συμπεριλάβει στην έρευνά του την αναζήτηση εξωπλανητών – πλανητών δηλαδή σε τροχιά γύρω από άλλα άστρα. Μία αναζήτηση που δε θα συμπεριλάβει μόνο την αναζήτηση πλανητών με μάζα ανάλογη της Γης μέσω της εμμέσως παρατηρούμενης διαταραγμένης κίνησης των μητρικών άστρων λόγω της ύπαρξής τους, αλλά φιλοδοξεί να επιτύχει την φωτογραφική απεικόνιση μεγαλύτερων πλανητών και ίσως την ανάλυση της ατμόσφαιράς τους.
Επιπλέον τα όργανα του E-ELT θα επιτρέψουν στους αστρονόμους να μελετήσουν τα πρώιμα στάδια δημιουργίας των πλανητικών συστημάτων και να αναζητήσουν νερό και οργανικά στοιχεία στους πρωτοπλανητικούς δίσκους γύρω από άστρα στη φάση της δημιουργίας των. Έτσι το E-ELT θα απαντήσει θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με το σχηματισμό και την εξέλιξη των πλανητών και θα μας φέρει ένα βήμα πιο κοντά στην απάντηση της ερώτησης: είμαστε μόνοι στο Σύμπαν; Πέρα από το προφανές επιστημονικό ενδιαφέρον, μία τέτοια απάντηση θα ήταν καταλυτική για την ανθρωπότητα.
Τα Πρώτα Αντικείμενα στο Σύμπαν
Παρατηρώντας τα πλέον απομακρυσμένα αντικείμενα, το E-ELT θα μπορέσει να παράσχει στοιχεία για τη δημιουργία των πρώτων αντικειμένων στο Σύμπαν: αρχέγονα άστρα, αρχέγονοι γαλαξίες και μελανές οπές και οι σχέσεις τους. Μελέτες ιδιόμορφων αντικειμένων, όπως οι μελανές οπές, θα διευκολυνθούν από την ισχύ του E-ELT για να αποκτήσουμε βαθύτερη κατανόηση των χρονικά εξαρτώμενων φαινόμενων τα οποία συνδέονται με τις διάφορες διαδικασίες γύρω από εξαιρετικά συμπαγή αντικείμενα.
Το E-ELT έχει σχεδιαστεί ώστε να πραγματοποιήσει λεπτομερείς παρατηρήσεις των πρώτων γαλαξιών και να παρακολουθήσει την εξέλιξή τους στη διάρκεια της κοσμικής εξέλιξης. Οι παρατηρήσεις αυτών των νέων γαλαξιών με το E-ELT θα μας παράσχουν στοιχεία για να κατανοήσουμε πως αυτά τα αντικείμενα σχηματίζονται και εξελίσσονται. Επιπλέον, το E-ELT θα αποτελέσει ένα μοναδικό εργαλείο για την καταγραφή των μεταβολών στη διάρκεια του χρόνου των διαφόρων στοιχείων μέσα στο Σύμπαν και στην κατανόηση της ιστορίας της αστρικής δημιουργίας στους γαλαξίες.
Ένας από τους πιο φιλόδοξους και ενδιαφέροντες στόχους του E-ELT είναι η επίτευξη πραγματικής μέτρησης της επιτάχυνσης της διαστολής του Σύμπαντος. Μία τέτοια μέτρηση θα έχει καταλυτική επίδραση στην κατανόησή μας για το Σύμπαν. Το E-ELT θα αναζητήσει επίσης πιθανές διακυμάνσεις στις θεμελιώδεις φυσικές σταθερές σε σχέση με το χρόνο. Μία ανεπαίσθητη τέτοια μεταβολή θα είχε επιπτώσεις τεράστιας κλίμακας στην κατανόηση των νόμων της φυσικής.
Το Σχέδιο του E-ELT
Το τρέχον βασικό σχέδιο για το E-ELT αφορά σε ένα τηλεσκόπιο με κυρίως κάτοπτρο διαμέτρου 39 μέτρων, το οποίο θα καλύπτει στον ουρανό ένα πεδίο ίσο περίπου με το ένα δέκατο του Σεληνιακού δίσκου. Η οπτική σχεδίαση αποτελεί από μόνη της επανάσταση στο είδος, αποτελούμενη από πέντε επιμέρους κάτοπτρα με εξαιρετική ποιότητα εικόνας. Το πρωτεύον κάτοπτρο αποτελείται από 1000 επιμέρους τμήματα, καθένα πλάτους 1.4 μέτρων, με πάχος μόλις 50 mm. Μία τέτοια σχεδίαση απαιτεί ένα εντυπωσιακό δευτερεύον κάτοπτρο διαμέτρου 6 μέτρων, όσο περίπου είναι το πρωτεύον κάτοπτρο ενός από τα μεγαλύτερα σύγχρονα οπτικά τηλεσκόπια.
Τα ενσωματωμένα προσαρμοζόμενα οπτικά στο τηλεσκόπιο θα διορθώνουν τα θολά είδωλα στις αστρικές εικόνες, τα οποία προκαλούνται από τις ατμοσφαιρικές διαταραχές. Κάθε ένα από αυτά τα κάτοπτρα στηρίζεται σε περισσότερους από 5.000 ενεργούς μηχανισμούς που επιτρέπουν την μεταβολή/διόρθωση του σχήματός του κατόπτρου περίπου χίλιες φορές το δευτερόλεπτο.
Το τηλεσκόπιο διαθέτει αρκετά επιστημονικά όργανα. Η εναλλαγή των οργάνων θα μπορεί να πραγματοποιείται σε μερικά λεπτά. Το τηλεσκόπιο και ο θόλος θα μπορούν να αλλάζουν το προσανατολισμό τους και να ξεκινούν μία νέα παρατήρηση σε ελάχιστο χρονικό διάστημα.
Η δυνατότητα παρατήρησης σε ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος, από το ορατό ως το μέσο υπεριώδες θα επιτρέψει στους επιστήμονες να αξιοποιήσουν στο μέγιστο, το μέγεθος του νέου τηλεσκοπίου.
Το Παράθυρο της Ευρώπης στο Σύμπαν
Το ESO έχει συγκεντρώσει σημαντική εμπειρία και τεχνογνωσία στον σχεδιασμό, την κατασκευή αλλά και τη διαχείριση λειτουργίας μεγάλων αστρονομικών τηλεσκοπίων σε απομακρυσμένες περιοχές. Το Very Large Telescope του ESO, είναι το πλέον προηγμένο επίγειο οπτικό τηλεσκόπιο και έχει συμβάλλει σε σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις.
Η εμπειρία αυτή αποτελεί τη βάση για τις προσπάθειες σχεδίασης και κατασκευής ενός εξαιρετικά μεγάλου τηλεσκοπίου για τους Ευρωπαίους αστρονόμους. Το βασικό σχέδιο ολοκληρώθηκε στα τέλη του 2006. Ο τελικός σχεδιασμός αυτής της εγκατάστασης, μία μελέτη κόστους 57 εκατομμυρίων Ευρώ, βρίσκεται σε εξέλιξη, με στόχο να έχει τεθεί σε λειτουργία το E-ELT περίπου το 2018. Επιπλέον αυτών των σχεδιαστικών δραστηριοτήτων, περισσότερα από 30 Ευρωπαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας μελετούν τις τεχνολογικές απαιτήσεις των μεγάλων τηλεσκοπίων στο πλαίσιο του 6ου Προγράμματος Πλαισίου (FP6 ELT Design Study), και στο 7ο Πρόγραμμα Πλαίσιο (FP7 E-ELT Preparation Projects) με την συγχρηματοδότηση της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Το E-ELT αποτελεί ένα τεραστίου κύρους, υψηλής τεχνολογίας έργο, το οποίο συγκεντρώνει πολλές καινοτομίες. Προσφέρει πολυάριθμες δυνατότητες για την δημιουργία νέων εταιριών – τεχνοβλαστών και την μεταφορά τεχνογνωσίας. Επιτρέπει επίσης στην Ευρωπαϊκή βιομηχανία να διεκδικήσει συμβόλαια τεχνολογίας και να ενισχύσει το κύρος και την προβολή της.
Το E-ELT έχει ήδη κερδίσει την ευρεία στήριξη της Ευρωπαϊκής επιστημονικής κοινότητας. Αυτό το έργο είναι το μόνο στην οπτική αστρονομία, το οποίο επελέγη στο πλαίσιο του οδηγού δράσης του Ευρωπαϊκού Φόρουμ Στρατηγικής των Ερευνητικών Υποδομών (European Strategy Forum on Research Infrastructures). Θεωρείται δε ένας από τους κύριους άξονες στον οδηγό δράση για την Ευρωπαϊκή Αστρονομία την επόμενη δεκαετία ASTRONET (ASTRONET European Infrastructure Roadmap for Astronomy). Η Ευρωπαϊκή ταυτότητα αυτού του κορυφαίου έργου θα αναβαθμίσει σίγουρα το κύρος της Ευρωπαϊκής έρευνας, τεχνολογίας και βιομηχανίας
Αναζητώντας τον τόπο εγκατάστασης
Ένα κορυφαίο τηλεσκόπιο απαιτεί έναν ιδανικό χώρο εγκατάστασης. Ιδιαίτερη προσοχή έχει δοθεί λοιπόν, ώστε να εξασφαλιστεί ότι το μελλοντικό “σπίτι” του E-ELT θα είναι το πλέον ιδανικό. Αυτό γενικά σημαίνει, ένα τόπο μεγάλου υψομέτρου, με το πλέον ξηρό κλίμα, ώστε να επιδρά στον ελάχιστο δυνατό βαθμό στις παρατηρήσεις. Η ομάδα αναζήτησης του χώρου για την εγκατάσταση του E-ELT αναζητεί με ιδιαίτερη σπουδή τόπους στην Αργεντινή, τη Χιλή, το Μαρόκο και την Ισπανία.
Παρόμοιες μελέτες διεξήχθησαν από την αντίστοιχη ομάδα για το Thirty-Meter Telescope (TMT). Για λόγους οικονομίας, όλα τα προεπιλεγμένα σημεία για το TMT (όλα στην Βόρεια και Νότια Αμερική) δεν συμπεριελήφθησαν στην μελέτη για το E-ELT αλλά υπήρξε ανταλλαγή δεδομένων. Το καλοκαίρι του 2009 αποφασίστηκε ότι το TMT θα εγκατασταθεί στο Mauna Kea στη Χαβάη.
To 2010 αποφασίστηκε το E-ELT να κατασκευαστεί στην τοποθεσία Cerro Armazones
Επιστήμη με τα Τηλεσκόπια του ESO
Τα τηλεσκόπια του ESO παρέχουν δεδομένα από τα οποία προκύπτουν πολλά ερευνητικά αποτελέσματα και ανακαλύψεις στην αστρονομία, οδηγώντας σε μεγάλο αριθμό επιστημονικών δημοσιεύσεων κάθε χρόνο. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τα υπερσύγχρονα αστεροσκοπεία για να μελετήσουν αντικείμενα από το Ηλιακό μας σύστημα ως τις εσχατιές του Σύμπαντος.
Με δύο περίπου επιστημονικές εργασίες να δημοσιεύονται κάθε μέρα, τα παρατηρητήρια του ESO αποτελούν τις πλέον παραγωγικές εγκαταστάσεις επίγειας αστρονομικής παρατήρησης στο κόσμο. Οι πλέον εξέχουσες δραστηριότητες ανακοινώνονται με τα Δελτία Τύπου του ESO και περιλαμβάνονται στην Ετήσια Αναφορά.
Μερικά παραδείγματα ερευνητικών πεδίων στα οποία συμβάλλουν τα τηλεσκόπια και τα όργανα του ESO παρατίθενται παρακάτω:
Εξωπλανήτες, η αναζήτηση πλανητών έξω από το Ηλιακό μας Σύστημα
Η αναζήτηση πλανητών εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος, αποτελεί βασική παράμετρο για την απάντηση ενός από τα θεμελιώδη ερωτήματα της ανθρωπότητας: υπάρχει ζωή αλλού στο Σύμπαν; Τα παρατηρητήρια του ESO διαθέτουν πλειάδα οργάνων για την αναζήτηση, μελέτη και παρακολούθηση των εξωπλανητών.
Με τη βοήθεια του Very Large Telescope οι αστρονόμοι μπόρεσαν για πρώτη φορά να εντοπίσουν την αχνή αναλαμπή ενός πλανήτη εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος, λαμβάνοντας για πρώτη φορά την εικόνα ενός εξωπλανήτη. Αυτός ο νέος κόσμος είναι γιγάντιος, περίπου πέντε φορές μεγαλύτερης μάζας από το Δία. Η παρατήρηση αυτή αποτελεί το πρώτο μεγάλο βήμα προς την κατεύθυνση της φυσικής και χημικής ανάλυσης ενός γιγάντιου, και αργότερα ίσως ενός γαιόμορφου πλανήτη. (βλ. Δελτίο Τύπου eso0507)
Με το HARPS, το High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν τουλάχιστον τέσσερις πλανήτες με μάζα μικρότερη αυτής του Ποσειδώνα, συμπεριλαμβανομένων δύο με μάζα ανάλογη της Γης – οι μικρότεροι που έχουν ανακαλυφθεί ποτέ – και ένα με μάζα επτά φορές μεγαλύτερη της Γης, στην επονομαζόμενη κατοικήσιμη ζώνη του άστρου. Αυτός ο πλανήτης περιφέρεται γύρω από το μητρικό άστρο σε περίπου 66 ημέρες. Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι ο πλανήτης αυτός σκεπάζεται από ωκεανούς και αποτελεί έναν υδάτινο κόσμο. Αυτή η ανακάλυψη σηματοδοτεί ένα συνταρακτικό αποτέλεσμα στην αναζήτηση πλανητών που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή (βλ. Επιστημονική Ανακοίνωση eso0915).
Ένα άλλο τηλεσκόπιο στο La Silla, χρησιμοποιεί μία πρωτοποριακή τεχνική που ονομάζεται microlensing, και λειτουργεί ως τμήμα ενός παγκοσμίου δικτύου τηλεσκοπίων. Η συνεργασία αυτή οδήγησε στην ανακάλυψη ενός νέου εξωπλανήτη, περισσότερο όμοιου με τη Γη απ’ ότι οι προηγούμενα ανακαλυφθέντες. Ο πλανήτης αυτός έχει μάζα μόλις πέντε φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης και περιφέρεται γύρω από το μητρικό άστρο σε περίπου 10 χρόνια, ενώ έχει κατά πάσα πιθανότητα βραχώδη και παγωμένη επιφάνεια (βλ.Επιστημονική Ανακοίνωση eso0603).
Γηραιά Άστρα, προσδιορισμός της ηλικίας του Σύμπαντος
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν το Very Large Telescope για την πραγματοποίηση μετρήσεων που ανοίγουν νέους ορίζοντες για τον ανεξάρτητο προσδιορισμό της ηλικίας του Σύμπαντος. Μετρούν για πρώτη φορά την ποσότητα ραδιοενεργού ισοτόπου Ουρανίου-238 σε ένα άστρο το οποίο γεννήθηκε όταν ο Γαλαξίας στον οποίο ζούμε ήταν στην αυγή της δημιουργίας του (βλ. Δελτίο Τύπου eso0106).
Όπως η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα στην αρχαιολογία, αλλά σε μεγαλύτερη χρονική κλίμακα, αυτό το «ρολόι» ουρανίου αποκαλύπτει την ηλικία ενός άστρου. Μας δίνει ότι το άστρο είναι 12.5 δισεκατομμυρίων ετών. Αφού το άστρο δε μπορεί να είναι αρχαιότερο του Σύμπαντος, τότε το Σύμπαν είναι παλαιότερο της ηλικίας του άστρου. Η ηλικία αυτή συμφωνεί με αυτή που γνωρίζουμε από την κοσμολογία, η οποία υπολογίζει την ηλικία του Σύμπαντος στα 13,7 δισεκατομμύρια έτη. Το άστρο και ο Γαλαξίας μας πρέπει να δημιουργήθηκαν σε σύντομο σχετικά χρονικό διάστημα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Ένα ακόμη αποτέλεσμα το οποίο σπρώχνει την αστρονομική τεχνολογία στα όριά της και ρίχνει νέο φως στην νεαρή ηλικία του Σύμπαντος. Οι αστρονόμοι πραγματοποίησαν την πρώτη μέτρηση βηρυλλίου σε δύο άστρα που ανήκουν σ’ ένα σφαιρικό σμήνος. Με βάση αυτό μελέτησαν την πρώιμη φάση μεταξύ της δημιουργίας των πρώτων άστρων στο Γαλαξία μας και των άστρων στο σμήνος αυτό. Ανακάλυψαν ότι η πρώτη γενιά άστρων στο Γαλαξία μας πρέπει να γεννήθηκε σχεδόν αμέσως μετά τον 200 εκατομμυρίων ετών περίπου «Μεσαίωνα» ο οποίος ακολούθησε τη Μεγάλη Έκρηξη (βλ. Δελτίο Τύπου eso0425).
Μία Μελανή Οπή στο κέντρο του Γαλαξία μας
Τι βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας; Για πολύ καιρό, οι αστρονόμοι υποπτεύονταν ότι μία μελανή οπή βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας, αλλά δεν μπορούσαν να το επιβεβαιώσουν. Μετά από 15 χρόνια παρατηρήσεων του Γαλαξιακού μας Κέντρου με τα τηλεσκόπια του ESO στα La Silla και Paranal, οι επιστήμονες συνέλεξαν επιτέλους ασφαλή στοιχεία.
Τ’ άστρα στο κέντρο του Γαλαξία μας έχουν τόσο πυκνή κατανομή, ώστε απαιτούνται ειδικές τεχνικές παρατήρησης, όπως τα Ενεργά Οπτικά για να ενισχυθεί η διακριτική ικανότητα του VLT. Αστρονόμοι μπόρεσαν να διακρίνουν ανεξάρτητα άστρα, με ανεπανάληπτη ακρίβεια καθώς περιφέρονταν γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Οι τροχιές τους αποκάλυψαν με βεβαιότητα ότι πρέπει να περιφέρονται κάτω από την βαρυτική επίδραση μίας τεράστιας μάζας μελανής οπής, η οποία συγκεντρώνει μάζα περίπου τρία εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη αυτής του Ήλιου μας.
Οι παρατηρήσεις του VLT αποκάλυψαν επίσης λάμψεις υπέρυθρου φωτός να εκπέμπονται από την περιοχή αυτή σε τακτά χρονικά διαστήματα. Αν και το ακριβές αίτιο της εκπομπής αυτής παραμένει άγνωστο, οι παρατηρητές υποψιάζονται πως η μελανή αυτή οπή περιστρέφεται με μεγάλη ταχύτητα. Όποιο και να είναι το αίτιο, η ζωή της μελανής οπής δείχνει να είναι κάθε άλλο παρά ήσυχη και ειρηνική. Βλ. Δελτίο Τύπου eso0846, eso0226 και eso0330.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν επίσης το VLT για να διεισδύσουν και στα κέντρα άλλων γαλαξιών εκτός του δικού μας, όπου και πάλι ανακαλύπτουν στοιχεία ύπαρξης μελανών οπών μεγάλης μάζας. Στον ενεργό γαλαξία NGC 1097, μπόρεσαν να δουν με εξαιρετική λεπτομέρεια ένα δίκτυο νηματοειδών σχηματισμών να κινούνται σπειροειδώς προς το κέντρο του γαλαξία, δίνοντάς μας για πρώτη φορά μία πιθανή εικόνα της μετακίνησης της ύλης από το κυρίως τμήμα του γαλαξία προς το πυρήνα του. Βλ. Δελτίο Τύπου eso0109, eso0319, eso0414, eso0529, και eso0534.
Εκρήξεις Ακτίνων-γ, ένα από τα πλέον δραματικά φαινόμενα στο Σύμπαν.
Οι εκρήξεις Ακτίνων-γ (Gamma-Ray Bursts ή GRBs) είναι εκρήξεις υψηλής ενέργειας με διάρκεια από μερικά δέκατα του δευτερολέπτου ως μερικά λεπτά – μία ριπή οφθαλμού σε κοσμολογική κλίμακα. Εκδηλώνονται σε τεράστιες αποστάσεις από τη Γη, προς τα όρια του παρατηρήσιμου Σύμπαντος.
Το VLT έχει παρατηρήσει την εναπομείνασα λάμψη μίας τέτοιας έκρηξης ακτίνων-γ, η οποία συνέβη στο πιο μακρινό μέχρι σήμερα σημείο. Με μετρούμενη μετατόπιση στο ερυθρό της τάξης του 8.2, το φως από αυτή την πολύ μακρινή αστρονομική πηγή χρειάστηκε περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός για να φτάσει σε μας. Εμφανίστηκε λοιπόν όταν το Σύμπαν ήταν το πολύ 600 εκατομμυρίων ετών, ή λιγότερο από το πέντε τοις εκατό της σημερινής του ηλικίας. Πρέπει να εξέπεμψε σε μερικά δευτερόλεπτα 300 φορές περισσότερη ενέργεια απ’ όση θα εκπέμψει ο Ήλιος μας σε όλη τη διάρκεια της 10 δισεκατομμυρίων ετών ζωής του. Τα GRBs αποτελούν τις ισχυρότερες εκρήξεις στο Σύμπαν, μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Βλ. Δελτίο Τύπου ESO eso0917.
Ερευνητές έχουν προσπαθήσει να προσδιορίσουν τη φύση αυτών των εκρήξεων. Οι παρατηρήσεις μας δείχνουν πως οι εκρήξεις ακτίνων-γ είναι δύο τύπων, μικρής διάρκειας (λιγότερο από μερικά δευτερόλεπτα) και μακράς διάρκειας – και υποψιάζονται πως δύο διαφορετικού τύπου κοσμικά γεγονότα τις προκαλούν αντίστοιχα.
Το 2003, αστρονόμοι που χρησιμοποίησαν τηλεσκόπια του ESO, συνεισέφεραν σημαντικά στην σύνδεση των εκρήξεων ακτίνων-γ μακράς διάρκειας με τις επιθανάτιες εκρήξεις άστρων μεγάλης μάζας, γνωστές ως και «υπερ-υπερκαινοφανείς» (hypernovae). Παρακολουθώντας την εξέλιξη μίας τέτοιας έκρηξης για ένα ολόκληρο μήνα, απέδειξαν ότι το φως είχε παρόμοιες ιδιότητες με αυτό που προέρχεται από την έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς (supernova), η οποία προκαλείται στο τέλος της ζωής των αστέρων μεγάλης μάζας. Βλ. Δελτίο Τύπου ESO eso0318.
Το 2005, τηλεσκόπια του ESO κατέγραψαν για πρώτη φορά το ορατό φως που ακολουθεί μία μικρής διάρκειας έκρηξη. Παρατηρώντας το φως αυτό για τρεις εβδομάδες, οι αστρονόμοι έδειξαν ότι οι εκρήξεις μικρής διάρκειας, σε αντίθεση με αυτές της μακράς διάρκειας, δεν μπορούν να προέρχονται από έναν «υπερ-υπερκαινοφανή». Αντίθετα, θεωρούν ότι προκαλούνται από βίαιες συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων ή μελανών οπών. Βλ. Δελτίο Τύπου ESO eso0541.
Συνεργασίες
Επιστημονικές Συνεργασίες
Το ESO έχει ένα εκτεταμένο πρόγραμμα συνεργατών (νέων διδακτόρων αστρονόμων) και φοιτητών, συμβάλλοντας στην κινητικότητα των Ευρωπαίων επιστημόνων. Επιστήμονες από τα κράτη μέλη και άλλες χώρες εργάζονται κατά περιόδους ως επισκέπτες-καθηγητές στις εγκαταστάσεις του ESO. Επιπλέον το ESO έχει ένα δυναμικό πρόγραμμα διοργάνωσης διεθνών συνεδρίων με θέματα από την αιχμή της σύγχρονης αστρονομίας και τεχνολογίας. Τέλος, παρέχει την οικονομικοτεχνική υποστήριξη για την έκδοση της διεθνούς επιστημονικής επιθεώρησης Astronomy & Astrophysics.
Συνεργασίες με τη Βιομηχανία
Για να μπορεί να παρέχει στους αστρονόμους ολοένα και πιο εξελιγμένα τηλεσκόπια και όργανα, το ESO συνεργάζεται στενά με μεγάλο αριθμό ευρωπαϊκών βιομηχανιών υψηλής τεχνολογίας. Η ευρωπαϊκή βιομηχανία συντελεί σημαντικά στην πραγματοποίηση των έργων του ESO. Δίχως την ενθουσιώδη και ουσιαστική συμμετοχή των βιομηχανιών από όλες τις χώρες μέλη και τη Χιλή, τέτοια έργα δε θα ήταν δυνατό να πραγματοποιηθούν.
Το ESO και η Ε.Ε. Το ESO είναι ο κορυφαίος οργανισμός επίγειας αστρονομικής έρευνας στην Ευρώπη. Από την ίδρυσή του το 1962, αποτελεί το βασικό κέντρο ανάπτυξης και λειτουργίας της μεγαλύτερης υποδομής αστρονομικής παρατήρησης, αλλά συμβάλλει σημαντικά, όπως αναφέρεται και στο Καταστατικό του, στην ανάπτυξη της διευρωπαϊκής συνεργασίας στο τομέα της αστρονομίας.
Το ESO είναι ικανό να παίξει σημαίνοντα ρόλο στην κατεύθυνση της δημιουργίας του Ευρωπαϊκού Χώρου Έρευνας (European Research Area) μίας πρωτοβουλίας της Ευρωπαϊκής Ένωσης στην κατεύθυνση της ενίσχυσης της Ευρωπαϊκής Έρευνας και Ανάπτυξης, και να υποστηρίξει τις προσπάθειες τις Ευρώπης για την πραγματοποίηση των λεγόμενων στόχων της Λισαβόνας.
Οι άμεσες ενέργειες, συντονιζόμενες μέσω των Προγραμμάτων – Πλαισίων συμμετοχή σε χρηματοδοτούμενα από την Ε.Ε. δίκτυα, όπως τα OPTICON και ASTRONET; δραστηριότητες στο πλαίσιο της συνεργασίας EIROforum. Πολλές από τις δραστηριότητες αυτές σχετίζονται με την έρευνα και την ανάπτυξη και συχνά αναφέρονται σε συγκεκριμένα έργα του ESO, άλλες δραστηριότητες όμως περιλαμβάνουν την εκπαίδευση και την επικοινωνία και εκλαΐκευση της επιστήμης.
Το ESO συμμετέχει ενεργά στις διαρκείς διαβουλεύσεις σε Ευρωπαϊκό επίπεδο για τις στρατηγικές ανάπτυξης της επιστήμης σε πανευρωπαϊκή κλίμακα, σχετικά με την περαιτέρω ανάπτυξη του Ευρωπαϊκού Χώρου Έρευνας.
–Το κείμενο προέρχεται από την ελληνική σελίδα του ESO, η οποία δεν είναι πλέον ενεργή–