A távcső - ez a csodálatos eszköz - a korábbi elképzeléseket messze
túlszárnyaló módon terjesztette ki látóképességünket, és
ezzel új utat nyitott a természet mélyebb és teljesebb megértéséhez.
Az ember évezredeken át anélkül tekintett fel a lenyűgöző csillagos égre, hogy
felismerte volna, hogy a csillagok a Tejútrendszerünkben a Napunkhoz hasonlatosak, vagy hogy
testvérgalaxisok milliárdjai töltik ki Univerzumunkat,
vagy hogy életünk pusztán egy röpke epizód a Világegyetem
13,7 milliárd éves történetében.
Szabad szemes megfigyelésekkel nem is gondolhattunk rá, hogy
más csillagok körül bolygórendszereket keressünk, vagy eldöntsük,
létezik-e élet máshol is az Univerzumban.
Napjainkban jó úton járunk afelé, hogy felgöngyölítsük
az Univerzum számtalan titkát - a csillagászati felfedezések
legjelentősebb korszakát éljük.
Dr. J vagyok, az önök kalauza a távcsőhöz vezető úton -
a nagyszerű eszközhöz, mely az emberiség számára az
Univerzumra nyíló kaput jelenti.
ÉGRE NÉZŐ SZEMEK A távcsöves felfedezések 400 éve
1. Új égbolt
Négy évszázaddal ezelőtt, 1609-ben egy ember kisétált
az otthona melletti mezőre.
Házi készítésű távcsövét a Hold, a bolygók és a csillagok felé irányította.
Ezt az embert Galileo Galileinek hívták.
A csillagászat örökre megváltozott.
Ma, 400 évvel azután, hogy Galilei először fordította távcsövét az ég felé,
a csillagászok távoli hegycsúcsokon, hatalmas tükrökkel kémlelik az égboltot.
A rádiótávcsövek alig észlelhető jeleket, suttogásokat gyűjtenek az űr távoli szögleteiből.
A kutatók még a világűrbe is távcsöveket küldtek,
messze a megfigyeléseket zavaró légkör fölé.
És a látvány lélegzetelállító volt!
Viszont valójában nem Galilei találta fel a távcsövet.
A megtisztelő cím Hans Lipperhey-t, az alig ismert
németalföldi szemüvegcsiszolót illeti.
De Hans Lipperhey sohasem pillantott távcsövével a csillagokra.
Úgy gondolta, hogy találmányát leginkább
a tengerészek és katonák hasznosíthatják.
Lipperhey Middelburgból, az ifjú Holland Köztársaság
nagy kereskedővárosából származott.
1608-ban Lipperhey úgy találta, hogy ha egy távoli tárgyat
egy domború és egy homorú lencsén keresztül néz, az megnagyobbodni látszik,
ha a két lencsét megfelelő távolságra helyezi egymástól.
Ezzel megszületett a távcső!
1608 szeptemberében Lipperhey bemutatta találmányát
Maurice holland hercegnek.
Nem is választhatott volna jobb alkalmat, ugyanis
akkoriban Hollandia épp a 80 éves háborúját vívta
Spanyolországgal.
Az új látcső képes volt felnagyítani a tárgyakat, így már akkor felfedte
az ellenséges hajókat és csapatokat, mikor azok szabad szemmel
még nem is látszottak.
Valóban nagyon hasznos találmány!
De a holland kormány soha nem adott szabadalmi jogot a távcsőre Lipperhey-nek.
Ugyanis más kereskedők szintén maguknak követelték a szabadalmat,
különösen Lipperhey versenytársa, Zacharias Janssen.
A vita soha nem dőlt el.
Így a távcső valódi eredetét a mai napig homály fedi.
Galileo Galilei, az itáliai csillagász, a modern fizika atyja
hallott a távcsőről, és elhatározta, hogy készít magának egyet.
,,Közel tíz hónapja a fülembe jutott, hogy egy bizonyos flamand
megalkotott egy látcsövet, amely révén azon látható dolgok,
melyek a megfigyelő szemének túl távolinak találtatnak,
határozottan közelinek látszódnak.''
Galileo korának legnagyobb tudósa volt.
Erős támogatója volt az új világszemléletnek is,
melyet Nikolausz Kopernikusz lengyel csillagász vetett fel,
miszerint a Föld kering a Nap körül, és nem fordítva.
A holland távcsőről hallottak alapján Galilei
elkészítette a saját műszereit.
Ezek sokkal jobb minőségűek voltak.
,,Végül, munkát és költséget nem sajnálva sikerült
egy olyan kitűnő eszközt készítenem,
amely révén a tárgyak majd' ezerszer
nagyobbnak látszódnak, mint puszta szemmel."
Eljött az ideje, hogy távcsövét kipróbálja az égbolton.
,,Arra a véleményre és megállapításra jutottam, hogy
a Hold felszíne nem sima, egyenletes és tökéletesen gömbölyű,
ahogy azt számos filozófus hitte,
hanem egyenetlen, szabdalt, telve üregekkel és magaslatokkal,
nem különbözvén a Föld felszínétől.''
Kráteres, hegyes-völgyes táj.
Csakúgy, mint a mi világunk!
Egy pár héttel késõbb, 1610. januárjában, Galileo a Jupitert nézte meg.
A bolygó közelében négy fénypöttyöt látott, melyek
éjszakáról éjszakára változtatták helyzetüket a Jupiter mellett.
Olyan volt, mint a bolygó körül keringő holdak lassú, kozmikus balettje.
Ezt a négy fénypöttyöt manapság a Jupiter
Galilei-holdjaiként ismerjük.
Mit egyebet fedezett még fel Galilei?
A Vénusz fázisait!
A Holdhoz hasonlóan a Vénusz is sarló alakúról
telire növekszik, majd visszafogy.
Furcsa kitüremkedéseket a Szaturnusz két oldalán.
Sötét foltokat a Nap felszínén.
És persze csillagokat.
Sok ezret - talán milliónyit.
Oly halványakat, melyek szabad szemmel nem is látszódtak.
Az emberiség mintha ledobta volna szemellenzőjét.
Egy egész Univerzum várt odakint a felfedezésre.
A távcsőről szóló hírek futótűzként terjedtek Európa-szerte.
Prágában, II. Rudolf császár udvarában Johannes Kepler
továbbfejlesztette a műszert.
Antwerpenben a holland térképész, Michael von Langren elkészítette
az első használható térképet a Holdról, feltüntetve rajta az általa
kontinenseknek és óceánoknak gondolt alakzatokat.
És Johannes Hevelius - egy gazdag lengyel sörfőző - hatalmas távcsöveket
épített obszervatóriumához Gdanskban.
Az obszervatórium oly hatalmas volt, hogy három háztetőt foglalt el!
De a kor talán legjobb műszereit
Christiaan Huygens készítette Hollandiában.
1655-ben Huygens fedezte fel a Titant, a Szaturnusz legnagyobb holdját.
Néhány évvel késõbb szintén õ volt, aki észlelései alapján felismerte a Szaturnusz gyûrûrendszerét,
aminek mibenlétét Galilei még nem ismerte fel.
És végül, de nem utolsósorban Huygens sötét mintázatokat és
fényes pólussapkákat látott a Marson.
Lehetséges élet ezen a távoli, idegen világon?
A kérdés a mai napig foglalkoztatja a csillagászokat.
Az első távcsövek mind refraktorok voltak, vagyis
lencsékkel gyűjtötték és fókuszálták a csillagfényt.
Később a lencséket tükrökre cserélték.
Tükrös távcsövet először Niccolò Zucchi készített,
ezt később Isaac Newton tökéletesítette.
A 18. század végén a világ legnagyobb tükreit
egy orgonistából lett csillagász, William Herschel készítette el,
aki nővérével, Caroline-nal dolgozott együtt.
Bath-ban, Angliában található házukban Herschelék vörösen izzó,
olvadt fémet öntöttek formába, és amikor az kihűlt,
olyan fényesre polírozták, hogy tükrözni tudja a csillagfényt.
Élete során Herschel több mint 400 távcsövet épített.
Ezek közül a legnagyobb oly hatalmas volt, hogy négy szolga
kezelte a különféle köteleket, kerekeket, csigákat,
melyekkel a csillagok mozgását követték az éjszakai égen,
ami természetesen a Föld forgása miatt van.
Herschel módszeresen vizsgálta át az égboltot, és
új ködök és kettőscsillagok százait katalogizálta.
Felismerte azt is, hogy a Tejútrendszer lapos, korong alakú.
Még a Naprendszer mozgását is kimérte ebben a korongban
a csillagok és bolygók relatív mozgását megfigyelve.
És aztán, 1781. március 13-án egy új bolygót fedezett fel - az Uránuszt.
200 évnek kellett eltelnie, hogy a NASA Voyager 2 nevű űrszondája
elküldje az első közeli felvételeket a csillagászoknak erről a távoli világról.
Közép-Írország buja és termékeny vidékén William Parsons,
Rosse harmadik lordja megépítette a 19. század legnagyobb távcsövét.
A lenyűgöző, 1,8 méter átmérőjű fémtükre révén az óriás távcső
"Parsonstown Leviathan"-jaként vált ismertté.
A ritkán előforduló tiszta, holdmentes éjszakákon a lord leült az okulár mögé,
és kihajózott az Univerzumba.
Az Orion-ködhöz - amit ma csillagok bölcsőjeként ismerünk.
A titokzatos Rák-ködhöz, ami egy szupernóva-robbanás maradványa.
És az Örvény-köd?
Lord Rosse volt az első, aki fenséges spirális formáját megfigyelte.
Egy, a miénkhez hasonló galaxis, sötét por és ragyogó gázfelhők szövevényével,
milliárdnyi csillaggal, és ki tudja,
talán a Földhöz hasonló bolygókkal.
A távcső vált hajónkká a Világegyetem óceánjának felfedezésében.
2. A méret a lényeg
Éjszaka a szemünk alkalmazkodik a sötéthez.
A pupillánk kitágul, hogy több fény jusson a szemünkbe.
Az eredmény: halványabb tárgyakat és csillagokat is meglátunk.
Most képzeljük el, hogy a pupillánk egy méter átmérőjű.
Elég furán néznénk ki, de a látásunk természetfeletti lenne!
Épp ez az, amit a távcső nyújt a számunkra.
A távcső olyan mint egy tölcsér.
Az objektív, vagy a főtükör összegyűjti a csillagfényt, és a szemünkbe továbbítja.
Minél nagyobb a távcső lencséje vagy tükre, annál halványabb objektumokat láthatunk vele.
Szóval valóban a méret a lényeg.
De mekkora lehet egy teleszkóp?
Nos, éppenséggel nem túl nagy, ha refraktorról van szó.
A csillagfénynek át kell jutnia a főlencsén,
amit csak a pereme mentén tudunk befogni.
Ha tehát túlságosan nagy lencsét készítenénk, annak túl nagy lenne a súlya, és saját súlya alatt deformálódna.
Ez pedig eltorzítja a képet.
A történelem legnagyobb lencsés távcsövét 1897-ben építették a Yerkes Obszervatóriumban, Chicago mellett.
A főlencse átmérője épp egy méter feletti volt,
maga a cső viszont hihetetlenül nagy: 18 m hosszú.
A Yerkes-teleszkóp befejezésével a lencsés távcsövek készítői elérték a saját határaikat.
Nagyobb távcsövet szeretnénk?
Tükrökben kell gondolkodnunk.
Tükrös távcsőben a csillagfény nem egy lencsén halad keresztül, hanem egy tükörről verődik vissza.
Ez azt jelenti, hogy a tükröt jóval vékonyabbra lehet készíteni, és meg lehet támasztani a hátoldalán.
Ennek következtében sokkal nagyobb tükröket lehet készíteni, mint lencséket.
Egy évszázada hatalmas tükrök tűntek fel Dél-Kaliforniában.
Akkoriban a Wilson-hegy csak egy távoli csúcs volt a Szent Gabriel-hegység vadonában.
Az ég tiszta volt, és az éjszakák sötétek.
George Ellery Hale itt épített először egy 1,5 méteres teleszkópot.
Kisebb volt, mint Lord Rosse nyugalmazott leviatánja, de sokkal jobb minőségű.
És egy sokkalta jobb helyen volt.
Hale rábeszélte John Hookert, egy helyi üzletembert, hogy finanszírozza egy 2,5 méteres műszer építését.
Üveg és szegecselt acél tonnáit szállították a Wilson-hegyre.
A Hooker-teleszkóp 1917-ben készült el.
30 éven át a világ legnagyobb távcsöve volt.
A "kozmikus tüzérség" egy hatalmas darabja készen állt az Univerzum megrohamozására.
És a támadás megkezdődött.
A hihetetlen méretein felül ez a távcső
a benne megjelenő képet már egy új technikával rögzítette.
A csillagászok többé nem egy okuláron keresztül néztek bele az új gigászba,
hanem fotografikus lemezekkel gyűjtötték fényt órákon keresztül.
Oly mélyre láttak bele a Kozmoszba, mint még soha senki azelőtt.
A spirálködökről kiderült, hogy telis-tele vannak csillagokkal.
Ugyanolyan burjánzó csillagvárosok lehetnek, mint a mi Tejútrendszerünk?
Az Androméda-ködben Edwin Hubble egy új csillagtípust fedezett fel,
ami óramű pontossággal változtatja fényességét.
A megfigyelései alapján Hubble kiszámította az Androméda-köd távolságát
amely csaknem egymillió fényévnek adódott.
Az Andromédához hasonló spirálködök egyedi galaxisoknak bizonyultak.
De nem csak ez volt az egyetlen hihetetlen dolog.
Úgy tűnt, hogy ezen galaxisok többsége távolodik a Tejútrendszertől.
A Wilson-hegyen Hubble felfedezte, hogy a közeli galaxisok kisebb,
míg a távoliak sokkal nagyobb sebességgel távolodnak.
És mindebből mi következik?
Az, hogy az Univerzum tágul.
A Hooker-teleszkóp a 20. század legnagyobb csillagászati felfedezését adta a tudománynak.
A távcsőnek köszönhetően az Univerzum történetét is nyomon tudjuk követni.
Kicsit kevesebb mint 14 milliárd évvel ezelőtt megszületett az Univerzum
a tér és idő, anyag és energia egy hatalmas robbanásában,
az Ősrobbanásban.
Kicsiny kvantum-fodrozódások nőttek sűrű csomókká a kezdeti forró anyagtengerben.
Ezekből kondenzálódtak ki a galaxisok,
elképesztően változatos méretekben és formákban.
A nukleáris fúzió új atomokat hozott létre a csillagok magjában.
Szenet, oxigént, vasat, aranyat.
A szupernóva-robbanások kiszórták a nehéz elemeket a világűrbe,
ezzel nyersanyagot biztosítva új csillagok keletkezéséhez.
És: bolygók létrejöttéhez is!
Valamikor, valahol, valahogyan egyszerű szerves molekulák fejlődtek élő organizmusokká.
Az élet az örökké változó, fejlődő Univerzum egyik csodája.
Csillagporból vagyunk.
Ezt a hatalmas látomást, nagyívű történetet
a távcsöves megfigyeléseknek köszönhetjük.
Képzeljük csak el: távcső nélkül csupán hat bolygót,
egy holdat és pár ezer csillagot ismernénk.
A csillagászat még mindig gyermekkorát élné.
Mint eltemetett kincsek, úgy hívogatnak kalandra az Univerzum
messzeségei az ősidőkből.
Hercegek és főurak, politikusok és iparmágnások,csakúgy mint a tudomány emberei
érezték a űr feltérképezetlen tengerének csábítását, így a
technikai eszközök révén tudásunk horizontja gyorsan tágult.
George Ellery Hale-nek volt egy végső álma:
kétszer akkora távcsövet megépíteni, mint az addigi rekorder.
Ismerkedjünk meg a 20. század csillagászatának "nagyasszonyával"
Ez a Palomar-hegyi öt méteres Hale-teleszkóp.
Több mint ötszáz tonna mozgó tömeg, mégis oly precízen kiegyensúlyozott,
hogy egy balerina kecsességével mozog.
40 tonnás tükre a szabad szemmel láthatóaknál 40 milliószor halványabb csillagokat is megmutat.
1948-as elkészülte után a Hale-teleszkóp felülmúlhatatlan képet adott a bolygókról,
csillaghalmazokról, ködökről és galaxisokról.
A hatalmas Jupiter a rengeteg holdjával.
A lenyűgöző Láng-köd.
Halvány gázfátylak az Orion-ködben.
De vajon tudunk-e még ennél is nagyobb távcsövet készíteni?
Nos, szovjet csillagászok megpróbálták az 1970-es évek végén.
Magasan a Kaukázus-hegységben felépítették a Nagy Azimutális Teleszkópot,
hat méter átmérőjű főtükörrel.
De sohasem váltotta be a hozzá fűzött reményeket.
Egyszerűen túl nagy volt, túl drága és túl bonyolult.
Szóval itt fel kellett adniuk a távcsőépítőknek?
Eltemethették álmaikat a még nagyobb műszerekről?
Korai véget ért a távcső története?
Nos, természetesen nem.
Manapság 10 méteres távcsöveket működtetünk,
és még nagyobbak vannak a tervezőasztalon.
Mi volt a megoldás?
Új technológiák.
3. Új technológiák
Ahogyan a mai autók alig emlékeztetnek a híres Ford T-modellre,
napjaink távcsövei is sok tekintetben eltérnek klasszikus őseiktől
mint például az öt méteres Hale-teleszkóp.
Egyrészt, állványrendszerük sokkalta kisebb.
A hagyományos távcsőmechanika ún. ekvatoriális rendszerű, amelyben a tengelyek egyike
állandóan párhuzamos Földünk forgástengelyével.
Az elforduló égbolt követéséhez a távcsövet elegendő
csak e tengely körül forgatni a Föld forgásának megfelelő sebességgel.
Egyszerű megoldás, de igen helyigényes.
A modern altazimut tengelyrendszerek sokkal helytakarékosabbak.
Egy ilyen mechanikával a távcső mint egy nagy ágyúcső irányítható.
Egyik tengely mentén vízszintes, a másik mentén függőleges irányban állítható a műszer.
A probléma az ég forgásának követésekor jelentkezik.
A távcsövet mindkét tengely mentén mozgatni kell, ráadásul folyamatosan változó sebességgel.
A megfelelő mozgatás csak számítógépes vezérléssel vált lehetségessé.
Egy kisebb mechanika olcsóbban felépíthető.
Ugyanakkor kisebb kupolát igényel, amely további költségcsökkentést eredményez,
és hozzájárul a képminőség javításához.
Vegyük például a Keck-távcsöveket Hawaii szigetén.
Bár 10 méteres tükörátmérőjük révén kétszer akkorák,
mint a Hale-teleszkóp, kisebb épületben találhatók,
mint a híres Palomar-hegyi távcső.
A távcsőtükrök is sokat fejlődtek.
Régebben vastagok és súlyosak voltak.
Manapság vékonyak és könnyűek.
Az akár több méter átmérőjű, héjas szerkezetű tükrök hatalmas, forgó kemencékben készülnek.
Vastagságuk azonban nem éri el a 20 centimétert.
A beépített bonyolult tartószerkezet akadályozza meg,
hogy a vékony tükör saját súlya alatt összeroppanjon.
Számítógép vezérelte támasztórudak segítik a tükröt
tökéletes alakjának megtartásában.
Ezt a rendszert nevezzük aktív optikának.
Célja a gravitáció, a szél, vagy a hőmérsékletváltozás
okozta alakváltozások kiküszöbölése a főtükrön.
A vékonyabb tükör pedig kevesebbet is nyom.
Vagyis a távcső teljes szerkezete, beleértve a mechanikát,
szintén sokkal kisebb és könnyebb lehet.
És olcsóbb.
A 3,6 méteres New Technology Telescope-ot (Új Technológiájú Távcső)
európai csillagászok építették az 1980-as évek végén.
Ezen a prototípuson próbáltak ki számos új technológiát
a távcsőépítésben.
Még a távcső épülete sem hasonlít a hagyományos kupolákra.
A New Technology Telescope hatalmas siker volt.
Felépítésével eljött az idő a hat méteres átmérőhatár áttörésére.
A Mauna Kea Csillagvizsgáló a Csendes-óceáni sziget legmagasabb pontján,
4200 méterrel a tengerszint felett található.
Hawaii tengerpartjain a turisták a napsütést és a habokat élvezik.
De magasan felettük a csillagászok már demesztő hideggel, valamint
a hegyibetegséggel néznek szembe, miközben az Univerzum titkait kutatják.
A Keck-távcsövek a világ legnagyobbjai közé tartoznak.
10 méter átmérőjű tükreik palacsinta-vékonyak.
Fürdőszobáink csempézett padlójához hasonlóan nem egy tömbből, hanem 36 hatszögletű szegmensből állnak,
melyek mindegyikét nanométeres pontossággal pozícionálják.
Ezek valódi óriások, az ég csodáinak kutatására.
A tudomány katedrálisai.
Alkonyat Mauna Keán.
A Keck-távcsövek az Univerzum távoli szegleteiből érkező fotonokat kezdenek begyűjteni.
A két tükör együttesen nagyobb átmérőnek felel meg,
mint bármely más korábbi távcső.
Mi hát a mai célpont?
Tőlünk fényévek milliárdjaira levő ütköző galaxispár?
Egy haldokló, utolsó lehelletével planetáris ködöt fújó csillag?
Vagy egy Naprendszeren kívüli bolygó, melyen akár élet is lehet?
Cerro Paranalon, a chilei Atacama sivatagban, a Föld legszárazabb helyén
találjuk a leghatalmasabb, csillagászati célra épített berendezést:
az európai Nagyon Nagy Távcsövet (Very Large Telescope).
A VLT valójában négy teleszkóp együttese.
Mindegyikben egy-egy 8,2 méteres tükörrel.
Antu.
Kueyen.
Melipal.
Yepun.
Mapucse nyelven Nap, Hold, Dél Keresztje és Vénusz.
A hatalmas tükröket Németországban öntötték, Franciaországban fényezték, majd hajón Chilébe szállították,
végül lassan keresztülutaztatták a sivatagon.
Napnyugtakor a távcsövek kupolája felnyílik.
Csillagfény ömlik a VLT tükreire.
Új felfedezések születnek.
Lézersugár tör az éjszakai égre,
90 kilométeres magasságba, a felső légkörbe
vetít egy műcsillagot.
Hullámfront-érzékelők mérik a műcsillag alakjának torzulását
melyet a légkör örvénylése okoz.
Gyors számítógépek ez alapján egy rugalmas tükör alakját változtatják
annak érdekében, hogy az észlelt torzulásokat ellensúlyozzák.
A csillagok megszűnnek vibrálni.
Ezt nevezik adaptív optikának, és valóban igazi mágikus trükkje
napjaink csillagászatának.
Enélkül az Univerzum képét a légkör elhomályosítaná.
Az adaptív optika segítségével azonban a felvételek borotvaélesek.
Az optika tudományának másik varázslata interferometria néven ismert.
Az alapötlet az, hogy gyűjtsük össze két külön távcső fényét,
és hozzuk őket egy pontba, megőrizve
a fénysugarak által megtett utak közötti különbséget.
Ha ezt elég pontosan sikerül megvalósítani, az eredmény olyan,
mintha a két távcső egyetlen hatalmas műszer lenne,
pontosan akkora átmérővel, mint a két távcső közötti távolság.
A hatás révén az interferometriával a távcsövek valósággal sasszeművé válnak.
Kisebb távcsövek olyan apró részletek feloldására válnak képessé,
melyeket egyébként csak sokkal nagyobb teleszkópok mutatnak meg.
A két Keck-távcső a Mauna Kea csúcsán rendszeresen
végez közös, interferometrikus megfigyeléseket.
A VLT esetében mind a négy távcső dolgozhat együtt.
Sőt, ezekhez további kisebb kiegészítő távcsövek is csatlakozhatnak
a felbontóképesség további növelése érdekében.
Nagy távcsövek találhatók a világ számos más pontján is.
A Subaru és az Északi Gemini a Mauna Kea csúcsán.
A Déli Gemini és a Magellan-távcső Chilében.
A Nagy Binokuláris Távcső (LBT) Arizonában.
A létező legjobb helyszíneken építették meg őket.
Száraz, tiszta, sötét, magas helyeken.
"Szemeik" akkorák, mint egy úszómedence.
Mindegyikükön a légköri turbulenciát kiküszöbölő
adaptív optika található.
Ha pedig együtt dolgoznak, felbontásuk egy elképzelhetetlenül nagy, behemót távcsővel ér fel
az interferometriának köszönhetően.
Sok mindent mutattak meg nekünk.
Bolygókat.
Ködöket.
Néhány csillag valódi méretét - és furcsán eltorzult alakját.
Egy barna törpe körül keringő rideg világot.
A Tejútrendszer középpontja körül örvénylő óriáscsillagokat,
melyek útját a szupernehéz központi fekete lyuk szabja meg.
Igen messzire jutottunk Galilei kora óta.
4. Az ezüsttől a sziliciumig
400 évvel ezelőtt, amikor Galileo Galilei meg akarta mutatni másoknak
hogy mit látott a távcsövében, rajzokat kellett készítenie.
A Hold himlőhelyes arcát.
A jupiterholdak táncát.
Napfoltokat.
Az Orion csillagait.
Rajzait egy kis könyvben tette közzé.
A Csillagok Követe (The Starry Messenger) c. műben.
Ez volt az egyetlen módja, hogy felfedezéseit megossza
másokkal is.
Jó két évszázadon át, a csillagászok művészek is voltak.
Távcsövükön keresztül vizsgálódva, igen részletes
rajzokat készítettek a látottakról.
A Hold kietlen látképe.
Vihar a Jupiter légkörében.
Szövevényes gázfonatok egy távoli ködben.
Néha azonban túl merész következtetéseket vontak le.
A sötét, vonalas alakzatokat a Mars felszínén csatornáknak vélték,
azt sugallva, hogy civilizált lények élnek a vörös bolygó felszínén.
Ma már tudjuk, hogy a csatornák optikai csalódás következményei.
A csillagászoknak szükségük volt egy módszerre megfigyeléseik tárgyilagos rögzítéséhez,
vagyis a fény összegyűjtésére oly módon, hogy a hordozott információ
ne torzulhasson az emberi agy és a csillagászok rajzeszköze révén.
A fényképezés jelentette a megoldást.
Az első dagerrotípia a Holdról.
Henry Draper készítette 1840-ben.
A fotográfia még nem volt 15 éves, de
a csillagászok már felismerték a benne rejlő forradalmi lehetőségeket.
Hogyan működik a fotográfia?
Nos, a fotolemezek fényérzékeny emulziója
ezüst-halogenidek parányi szemcséit tartalmazza.
Fény hatására a szemcsék besötétednek.
Az eredmény tehát az égbolt negatív képe,
sötét csillagokkal világos háttér előtt.
A lényeg azonban az, hogy a fotólemezekre a fényt
akár órákig lehet gyűjteni.
Amikor puszta szemmel csodáljuk az éjszakai eget,
miután szemünk alkalmazkodott a sötétséghez, nem látunk egyre halványabb és halványabb csillagokat
mégha oly sokáig nézünk is egyfolytában.
De a fotólemez pontosan erre képes.
Akár több órán keresztül gyűjtheti és összegezheti a beérkező fényt.
Az egyre hosszabb felvétel tehát egyre több és több csillagot mutat.
Még többet.
És még néhányat.
Az 1950-es években a Palomar-hegyi Csillagvizsgáló Schmidt-távcsövével
végigfotózták a teljes északi égboltot.
Kis híján 2000 fotólemez, mindegyikük közel egy órányi expozícióval.
Felfedezések kincsesháza.
A fényképezés a megfigyelő csillagászatot valódi tudományággá tette.
Tárgyilagos, mérhető, és megismételhető.
De az ezüstanyag lassan dolgozik.
Az észlelőnek nagyon türelmesnek kellett lennie.
A digitális forradalom mindent megváltoztatott.
Szilícium került az ezüst helyére.
Pixelek vették át az ezüstszemcsék helyét.
Ma már saját fényképezőgépeinkben sem használunk hagyományos filmet.
Ehelyett a kép egy fényérzékeny chip felületén keletkezik:
ez egy töltéscsatolt eszköz, más néven CCD.
A professzionális CCD érzékelők rendkívül érzékenyek.
És még hatékonyabbá tehetők az érzékelő lehűtésével
jóval fagypont alá, folyékony nitrogén segítségével.
Szinte minden egyes fotont képesek összegyűjteni.
Emiatt a megvilágítási idő sokkalta rövidebb lehet.
Amit a Palomar-hegyi Obszervatórium égbolt felmérése során egy óra alatt értek el,
azt ma egy CCD néhány perc alatt rögzíti.
Akár kisebb távcsővel is.
De a szilícium-forradalomnak még közel sincs vége.
Csillagászok óriás CCD kamerákat építettek
százmilliónyi képérzékelő pixellel.
És még ennél is sokkal több minden történt.
A digitális képek nagy előnye, hogy a digitális tárolási forma révén
számítógépekkel azonnal, közvetlenül feldolgozhatók.
A csillagászok speciális célszoftverekkel veszik kezelésbe
az égboltról készült képeket.
Átskálázás, kontrasztosítás felfedi a leghalványabb részleteket is
ködök, vagy galaxisok képén.
Speciális színkódolás kiemeli azokat a szerkezeteket,
amelyek egyébként csak nehezen észrevehetők.
Ugyanazon objektumról, különböző színszűrőkön keresztül készített
felvételek kombinálásával pedig
olyan alkotások születnek, melyek
a tudományból már a művészetbe hajlanak.
Akár mi magunk is részesei lehetünk e digitális csillagászatnak.
Sosem volt még ennyire egyszerű megtalálni és élvezni
a kozmoszról készült csodaszép képeket.
Világegyetemünk csodái csak egy egérkattintásnyira vannak!
Érzékeny elektronikus detektorokkal jól felszerelt robottávcsövek
vizsgálják ebben a pillanatban is az eget.
A Sloan-távcső Új Mexikóban immár
több, mint százmillió objektumot fotózott le és katalogizált,
lemérte a távolságát milliónyi galaxisnak,
és százezer új kvazárt fedezett fel.
De egy szisztematikus felmérés még nem minden.
Univerzumunk folyamatos változásban van.
Jeges üstökösök jönnek és mennek, útjuk mentén
törmelékanyagot hagyva.
Kisbolygók száguldanak el.
Távoli bolygók keringenek csillagaik körül, átmenetileg
kitakarva a csillagkorong egy részét.
Szupernóvák robbannak, míg másutt új csillagok születnek.
Pulzárok villognak, gammakitörések robbannak, fekete lyukak gyűjtik magukba az anyagot.
A Természet grandiózus játékának szemmel tartására a csillagászok
évente fel szeretnék venni a teljes égbolt képét.
Vagy akár havonta.
Vagy hetente kétszer.
Ez a nagyratörő terve a Large Synoptic Survey Telescope-nak.
Ha 2015-re elkészül, három gigapixeles kamerája
webkamerát nyit a Világegyetemre.
A csillagászok álmait túlhaladva ez a tükrös teleszkóp
csaknem a teljes égboltot lefotózza három éjszakánként.
5. Látni a láthatatlant
Kedvenc zeneszámaink hallgatásakor fülünk igen széles frekvenciatartományban
érzékeli a hangokat, kezdve a legmélyebb basszustól
a legmagasabb hangokig.
Képzeljük el, hogy fülünk csak sokkal szűkebb tartományban
volna érzékeny a hangokra.
A legszebb zenedarabokat veszítenénk el!
Épp ilyen helyzetben vannak a csillagászok.
Szemünk csak igen keskeny tartományban érzékeny
a fénysugarakra: a látható fény tartományában.
Teljesen vakon élünk az elektromágneses sugárzás
többi tartományában.
Az Univerzumban viszont az objektumok az elektromágneses spektrum
más részein is sugároznak.
1930-ban egy véletlen folytán fedezték fel,
hogy rádióhullámok érkeznek az űr mélységeiből.
Néhányuk frekvenciája megegyezik rádióadóink frekvenciájával,
de sokkalta gyengébb jelet sugároznak, és természetesen
nem közvetítenek számunkra élvezhető műsort.
Ahhoz, hogy "ráhangolódjunk" az Univerzumra, egy speciális
vevőberendezésre van szükségünk: a rádiótávcsőre.
A leghosszabb hullámhosszak detektálásának kivételével egy rádiótávcső egy egyszerű parabolaantenna.
Épp olyan, mint az optikai távcsövek főtükre.
A rádióhullámok hullámhossza azonban sokszorosa a látható fény hullámhosszának,
így a tükör felszínének nem kell olyan pontosnak lennie,
mint egy optikai távcső tükrének.
Ennél fogva sokkal könnyebb hatalmas
rádiótávcsövet építeni, mint nagy optikai teleszkópot.
A hosszabb hullámhossz miatt rádiótartományban jóval könnyebb az interferometria is.
Ennek révén sokkal apróbb részletek válnak megfigyelhetővé
két távcsőből érkező jelek kombinálásával oly módon, mintha azok
egyetlen hatalmas antennáról érkeztek volna.
A Nagyon Nagy Hálózat (Very Large Array) Új-Mexikóban
27 antennából áll, melyek átmérője egyenként 25 méter.
Az antennák egyedileg mozgathatók az égbolt tetszőleges területére,
a legkülönbözőbb felállásban. Legtávolabbi helyzetükben a hálózat antennái
egy 36 kilométer átmérőjű rádiótávcsőnek felelnek meg.
Hogyan fest hát az Univerzum a rádiótartományban?
Nos, elkezdve a Napunknál: az fényesen ragyog rádió hullámhosszakon.
Hasonlóképp fényes terület a Tejútrendszer központi tartománya.
De számos más égitest is látható.
A pulzárok rendkívül nagy sűrűségű égitestek, amelyek igen keskeny nyalábban
bocsátanak ki rádiósugárzást.
Forgási sebességük pedig
akár több száz fordulat másodpercenként.
Lényegében a pulzár egy hatalmas rádió-világítótorony.
Amit láthatunk, azok a rendkívül pontosan és gyors egymásutánban
ismétlődő, nagyon rövid rádióimpulzusok.
Nevüket is pulzáló viselkedésükről kapták.
A Cassiopeia A néven ismert rádióforrás például
egy, a XVII. században felrobbant szupernóva maradványa.
A Centaurus A, a Cygnus A és a Virgo A mind hatalmas galaxisok,
melyek igen intenzív rádiósugárzást bocsátanak ki.
A sugárzást a galaxisok középpontjában levő hatalmas tömegű fekete lyuk táplálja.
A rádiógalaxisok és kvazárok némelyike olyan intenzíven sugároz,
hogy jeleik még 10 milliárd fényéves távolságukból is foghatók.
Emellett viszonylag rövid hullámhosszakon halk rádió-sustorgás
tölti be az Univerzumot.
Ez a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás,
amely a Nagy Bumm visszamaradt sugárzása.
Nagyon kései "utóvilágítása" a korai, forró Univerzumnak.
Az elektromágneses sugárzás spektrumának minden szelete más történetet mesél.
Milliméteres és ez alatti tartományokban a csillagászok
a korai Univerzumban formálódó galaxisokat tanulmányozzák,
valamint a csillagok és bolygók születését saját Tejútrendszerünkben.
E sugárzás nagy részét azonban a légköri vízpára elnyeli.
Hogy mégis észlelhessük, magas és száraz helyre kell mennünk.
Ilyen hely a Llano de Chajnantor.
Öt kilométerrel a tengerszint felett, ezen a szürrealisztikus platón,
Chile északi részén folyik az ALMA építése:
az Atacama Large Millimeter Array (Atacama Nagy Milliméteres Hálózat).
2014-es befejezése után az ALMA lesz a valaha épített
legnagyobb csillagászati obszervatórium.
64 darab, egyenként 100 tonnás antenna dolgozik majd együtt.
Hatalmas szállítóeszközök mozgatják őket egymástól távolabb egy London területével megegyező zónában
a felbontóképesség növeléséhez, vagy hozzák közelebb egymáshoz
nagyobb látószögű megfigyelésekhez.
Minden egyes mozgatás milliméteres pontosságú lesz.
Sok objektum az infravörös tartományban is világít.
A William Herschel által felfedezett infravörös sugárzást
gyakran "hősugárzásnak" is nevezik, mivel a számunkra meleg tárgyak bocsátják ki,
mint például akár az emberi test.
Az infravörös sugárzás közelebbi ismerősünk, mint azt gondolnánk.
A Földön ezt a sugárzási tartományt használják
éjjellátó készülékekben és kamerákban.
A nagyon távoli objektumokról érkező, rendkívül gyenge sugárzás észleléséhez
a csillagászoknak igen érzékeny detektorokra van szükségük, amelyeket alig néhány fokkal
az abszolút nulla fok fölé hűtenek annak érdekében, hogy saját hősugárzásukat kiküszöböljék.
A mai nagy optikai távcsövek nagy részét felszerelték infravörös kamerákkal is.
Használatukkal átláthatunk a kozmikus porfelhőkön, megvizsgálhatjuk
a bennük született új csillagokat. Ezt lehetetlen megtenni a látható fény tartományában.
Lássuk a híres csillagbölcsőt, az Orion-ködöt, a látható fény tartományában.
Meghökkentően más látványt nyújt azonban
infravörös kamerával nézve!
Az infravörös sugárzás tanulmányozása nagyon hasznos
a legtávolabbi galaxisok vizsgálatában.
A fiatal galaxisokban levő újszülött csillagok nagyon fényesen sugároznak ultraibolya tartományban.
Az ultraibolya fény azonban milliárd évekig utazik
egy folyamatosan táguló Univerzumban.
A tágulás hatására a fény hullámhossza megnő, így a Földre érkezésekor
már a közeli infravörös tartományba csúszott át.
Ez az elegáns műszer a MAGIC távcső La Palmán.
Az eget vizsgálja gammasugárzás után kutatva
amely a Természet legnagyobb energiájú sugárzása.
Szerencsénkre a Föld légköre
megvéd a halálos gammasugárzástól.
De a sugárzás nyomokat hagy, melyeket a csillagászok vizsgálhatnak.
A légkörbe érkezés után nagyenergiájú részecskék
egész záporát váltják ki.
Ezek a részecskék halvány derengést okoznak, amelyet a MAGIC vizsgál.
És itt van a Pierre Auger Obszervatórium Argentinában.
Mégcsak nem is hasonlít egy távcsőre.
A Pierre Auger összesen 1600 darab, 3000 négyzetkilométeres területen
elhelyezett detektorból áll.
Ezzel a kozmikus sugárzás keltette olyan részecskezáporokat próbálnak felfogni, amelyek távoli szupernóvákból
és fekete lyukakból származnak.
És ejtsünk szót a neutrínó-távcsövekről, amiket mély bányákban a föld alatt
vagy a tenger, netán az Antarktisz jege alatt üzemeltetnek.
Nevezhetjük ezeket távcsöveknek?
Miért is ne?
Ezek is az Univerzumot vizsgálják, még ha nem is rögzítenek adatokat
az elektromágneses spektrumból.
A neutrínók alig megfogható részecskék, melyek a Nap belsejében,
illetve szupernóva-robbanásokban keletkeznek.
A Nagy Bumm során is számos neutrínó keletkezett.
A szokásos elemi részecskéktől eltérően, az elektromos töltés nélküli neutrínók minden nehézség nélkül,
fénysebességgel haladnak át a hagyományos anyagon.
Bár tanulmányozni nehéz ezeket, rendkívül nagy számban vannak jelen a világban.
Másodpercenként több mint 50 trillió, a Napból származó neutrínó érkezik
és halad át akadálytalanul testünkön.
Végül a csillagászok és fizikusok összefogtak a gravitációs hullámok észlelésére
képes detektorok építésére.
Ezek a "távcsövek" nem sugárzást észlelnek vagy részecskéket fognak fel.
Ehelyett a téridőben fellépő apró zavarokat mutatják ki,
melyek létezését Albert Einstein relativitáselmélete jelezte előre.
Különféle műszerekkel a csillagászok a teljes
elektromágneses színképtartományt vizsgálják, sőt, még azon is túl kutatnak.
De néhány megfigyelést egyszerűen lehetetlen a földfelszínről elvégezni.
A megoldás?
Űrtávcsövek.
6. Túl a Földön
Ez a Hubble-űrtávcső.
A történelem leghíresebb távcsöve.
Jó okkal.
A Hubble a csillagászat számos területét forradalmasította.
Pedig napjaink legnagyobb távcsöveihez képest a Hubble tükre kicsi.
Mindössze 2,4 méter átmérőjű.
De elhelyezkedése szó szerint kívül van a mi világunkon!
S a földi légkör torzító hatásaitól megszabadulva, kivételesen
éles képet ad az Univerzumról.
Sőt, a Hubble ultraibolya és infravörös tartományban is "lát".
Ezek a sugárzások nem detektálhatóak a földi távcsövekkel
az atmoszféra blokkoló hatása miatt.
Akár telefonfülkényi méretet is elérő kamerák és spektrográfok
érzékelik és elemzik a távoli kozmikus vidékekről érkező fénysugarakat.
A Földön lévő teleszkópokhoz hasonlóan a Hubble-t is karbantartják és fejlesztik időről időre.
A szükséges szervizeléseket asztronauták végzik, űrséták során.
A tönkrement alkatrészeket megjavítják.
A kiöregedett műszereket pedig újakra cserélik,
melyek az aktuális csúcstechnológiát képviselik.
A Hubble a megfigyelési csillagászat "erőműve" lett,
s átformálta a Világegyetemről alkotott képünket.
Rendkívül éles látásával a Hubble megfigyelte a marsi évszakok változását,
egy üstökös becsapódását a Jupiterbe,
a Szaturnusz éléről látszó gyűrűrendszerét,
sőt, még a parányi Pluto felszínét is.
Feltárta a csillagok életútját, születésük és fiatal koruk
porban gazdag gázfelhőkben lezajló időszakától kezdve egészen a végső állapotukig:
ahogyan haldokló csillagokként ritka, lassan táguló gázfelhőket dobnak le magukról
vagy hatalmas szupernóva-robbanás során csaknem túlragyogják egész szülőgalaxisukat.
Az Orion-köd mélyén a Hubble megfigyelt új, születőben lévő
naprendszereket: fiatal csillagok körüli porkorongokat, melyekből hamarosan
bolygók alakulhatnak ki.
Az űrtávcső csillagok ezreit vizsgálta óriási gömbhalmazokban,
a Világegyetem legrégebbi csillagtársulásaiban.
És természetesen galaxisokat is vizsgált.
A csillagászok korábban soha nem látott részleteket tanulmányozhattak.
Fenséges spirálszerkezeteket, fényelnyelő porsávokat, gigantikus ütközéseket.
Rendkívül hosszú expozíciós felvételeken az ég korábban üresnek vélt területein
ezrével tűntek fel a halvány, több milliárd fényévre lévő galaxisok.
Az így detektált fotonok akkor indultak útnak, mikor az Univerzum még egészen fiatal volt.
Egy ablak, amely a távoli múltra nyílik,és új megvilágításba helyezi számunkra
az örökké fejlődő kozmoszt.
A Hubble nem az egyedüli teleszkóp az űrben.
Ez a NASA 2003 augusztusában indított Spitzer-űrtávcsöve.
Tekinthetjük a Hubble infravörös megfelelőjének.
A Spitzer főtükre mindössze 85 centiméter átmérőjű.
Az egész távcsövet egy hőpajzs védi
a Nap sugárzásától.
A műszereket folyékony héliumot tartalmazó, zárt tartályokban helyezték el.
Hőmérsékletük mindössze néhány fokkal haladja meg
az abszolút nulla fokot.
Így rendkívül érzékennyé váltak.
A Spitzer egy porban gazdag Univerzum képét tárta elénk.
Sötét, átlátszatlan porfelhőket, melyek infravörösben fényesnek tűnnek,
ha valami fűti őket belülről.
A galaxisütközések lökéshullámai összesöprik a kozmikus port jellegzetes gyűrűkbe,
és az árapályerők által leszakított anyagcsomókba, melyek a csillagkeletkezés új helyszíneivé válnak.
A csillagok halálakor szintén sok por keletkezik.
A Spitzer felfedezte, hogy a planetáris ködök és a szupernóva-maradványok nagy mennyiségben tartalmaznak
porszemcséket, melyekből később bolygók épülhetnek fel.
Más infravörös hullámhosszakon a Spitzer át tud látni a poron,
felfedve a sűrű magjukban rejtőzködő csillagokat.
Végül, az űrtávcső spektrográfjaival sikerült tanulmányozni
néhány exobolygó légkörét is - Jupiterhez hasonló gázóriásokét,
melyek mindössze néhány nap alatt megkerülik csillagukat.
Mi a helyzet a röntgen- és a gammasugárzással?
Nos, ezeket a Föld légköre egyáltalán nem engedi át.
Űrtávcsövek nélkül a csillagászok teljesen vakok lennének
az elektromágneses sugárzás ezen fajtáira.
A röntgen és gamma űrtávcsövek megmutatják a forró,
energikus és erőszakos Univerzumot, melyben galaxishalmazokat, fekete lyukakat,
szupernóva-robbanásokat és galaxisütközéseket láthatunk.
Bár ezeket igen nehéz megépíteni.
A nagyenergiájú sugárzás egyszerűen keresztülmegy a hagyományos tükrökön.
A röntgensugarakat csak egymásba ágyazott, színarany tükörrendszerrel lehet fókuszálni.
A gammasugarakat pedig kifinomult lyukkamerákkal,
vagy szcintillátorokkal detektálják, melyek rövid fényfelvillanással jelzik,
ha egy gamma-foton éri el őket.
A NASA a kilencvenes években működtette a Compton gamma űrtávcsövet.
Abban az időben ez számított a valaha felbocsátott
legnagyobb és legnehezebb tudományos műholdnak.
Egy komplett, repülő laboratórium az űrben.
A Compton örökébe 2008-ban a GLAST, azaz a
Gamma Ray Large Area Space Telescope lépett.
Ez a távcső minden nagyenergiájú eseményt tanulmányoz majd az Univerzumban,
a sötét anyagtól a pulzárokig.
Nagy röntgentávcsőből jelenleg kettő is található az űrben.
A NASA Chandra-űrtávcsöve és az ESA XMM-Newton obszervatóriuma
egyaránt a Világegyetem legforróbb helyeit vizsgálják.
Ilyennek látszik az égbolt röntgenfényben.
Hatalmas, forró gázfelhők, melyek több millió fokos hőmérsékletre fűtődnek
a szupernóvák lökéshullámai által.
A fényes pontforrások úgynevezett röntgenkettősök: neutroncsillagok, vagy
fekete lyukak, melyek anyagot szívnak el a társcsillagukról.
A forró, beáramló gáz pedig intenzíven sugároz a röntgentartományban.
Hasonlóképpen, röntgentávcsövekkel mutattak ki szupernehéz fekete lyukakat
távoli galaxisok centrumában.
A beáramló anyag kellőképpen felmelegszik és erős röntgensugárzóvá válik,
mielőtt végleg elnyelődne a fekete lyuk belsejében, és eltűnne a szemünk elől.
A forró de igen híg gáz a galaxisok közötti teret is kitölti
egy-egy galaxishalmazban.
Néha ez a galaxisközi gáz tovább forrósodik
a galaxishalmazok ütközése és összeolvadása során létrejövő lökéshullámok hatására.
Még izgalmasabbak az ún. gammakitörések, az Univerzum
legnagyobb energiájú eseményei.
Ezek valószínűleg nagy tömegű, gyorsan forgó csillagok elemi erejű,
végső robbanásai.
Ilyenkor egy másodperc alatt több energia keletkezik, mint amennyit a Nap termel
10 milliárd év alatt.
A Hubble, a Spitzer, a Chandra, az XMM-Newton és a GLAST
mind-mind sokoldalú óriások.
De néhány űrtávcső jóval kisebb, és
szűkebb területre koncentrált programot lát el.
Vegyük például a COROT űrtávcsövet.
Ez a francia műhold a csillagok rezgéseit vizsgálja, és
más csillagok körüli bolygókat keres.
Vagy a NASA röntgen- és gammatartományban is működő Swift műholdja,
mely a gammavillanások titkát próbálja kibogozni.
Vagy ott van a WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) nevű szonda,
mely mindössze két év alatt példátlan részletességgel térképezte fel
a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzást.
A WMAP a kozmológusok kezébe adta az eddigi legjobb képét
az Univerzum legkorábbi korszakának, több, mint 13 milliárd évvel ezeőttről.
A tér határainak felnyitása az egyik legizgalmasabb fejlemény
a távcsövek történetében.
Mi jöhet még ezután?
7. A jövő titkai
Arizonában az első tükröt öntik
a Nagy Magellán Távcsőhöz (Giant Magellan Telescope).
Ezt a hatalmas műszert a Las Campanas Obszervatóriumban
Chilében fogják megépíteni.
Hét darab, egyenként nyolc méternél is nagyobb átmérőjű tükrét
virágszirmokhoz hasonló elrendezésben helyezik majd el.
Együtt több mint négyszer annyi fényt gyűjtenek majd,
mint a jelenlegi legnagyobb optikai távcsövek.
A 2015-re tervezett, 30 méteres CTMT (Californian Thirty Meter Telescope) inkább
a Keck-teleszkópok nagyobb változata.
Több száz szegmensből áll majd össze a gigászi tükör,
mely olyan magas lesz, mint egy hat emeletes épület.
Elkészültek a tervek egy európai távcsőóriás (EELT, European Extremely Large Telescope) megépítésére is.
42 méteres átmérőjével akkora lesz
mint egy olimpiai úszómedence - felülete kétszerese a
Harminc Méteres Távcsőének.
Ezeket a jövőbeli monstrumokat infravörös megfigyelésekre optimalizálják, és
valamennyit érzékeny műszerekkel, és adaptív optikával szerelik fel.
Segítségükkel megpillanthatjuk a galaxisok
és csillagok legelső generációját az Univerzum történetében.
Ezen túl elkészíthetik az első valós képet
egy távoli naprendszerben lévő bolygóról.
A rádiócsillagászok számára persze a 42 méter semmiség.
Ők sok kisebb eszközt kapcsolnak össze, hogy létrehozzanak
egy sokkal nagyobb detektort.
Hollandiában jelenleg a LOFAR (Low Frequency Array) rendszer
van kiépülőben.
A tervek szerint 30 ezer antennát kapcsolnak össze egy szuperszámítógéppel, optikai szálak segítségével.
Az újszerű elrendezésben nem lesznek mozgó részek, de a rendszer egyszerre így is
nyolc különböző irányban lesz képes vizsgálódni.
A LOFAR technológiája a remények szerint elvezet majd a Square Kilometre Array nevű
távcsőhálózat létrejöttéhez, mely jelenleg
a rádiócsillagászok kívánságlistájának élén áll.
A nemzetközi távcsőrendszer Ausztráliában vagy Dél-Afrikában épülhet meg.
A hatalmas tányérantennák és kis vevőberendezések együtteséből összeálló detektor
elképesztően részletes felbontásban mutatja majd meg a rádióégboltot.
Egy négyzetkilométeres gyűjtőfelületével
ez az eszköz lesz messze a legérzékenyebb rádióhullám-detektor,
melyet valaha is építettek.
Fejlődő galaxisok, nagy teljesítményű kvazárok, fel-felvillanó pulzárok,
egyetlen rádióforrás sem bújhat el a
a "Square Kilometre Array" kíváncsi szemei elől.
A műszerrel még olyan rádiójeleket is keresnek majd, melyek
földönkívüli civilizációk üzeneteit rejthetik.
És mi a helyzet az űrrel?
Nos, az ötödik - és várhatóan utolsó - nagyjavítás után
a Hubble-űrtávcső várhatóan kb. 2013-ig lesz aktív.
Ezidőtájt bocsáthatják fel az utódját is.
Ismerkedjenek meg a James Webb-űrtávcsővel,
a NASA korábbi igazgatójáról elnevezett, infravörös űrobszervatóriummal.
6,5 méteres, több részből álló tükre a pályára állás után
hatalmas űrbeli virágként nyílik majd ki - hétszer nagyobb érzékenységet elérve,
mint a Hubble-űrtávcső.
Egy hatalmas árnyékoló ernyő védi majd az optikai elemeket
és az alacsony hőmérsékletet igénylő detektorokat a napsugárzástól,
melyek így mínusz 233 Celsius-fok környékén működhetnek.
A James Webb-űrtávcső nem a Föld körül fog keringeni.
Bolygónktól mintegy másfél millió kilométeres távolságban,
tág pályán kering majd a Nap körül.
Fél évszázaddal ezelőtt a kaliforniai Palomar-hegyen lévő Hale-teleszkóp volt
a történelem legnagyobb távcsöve.
Most képesek vagyunk egy ennél is nagyobb távcsövet juttatni az űrbe.
Egyelőre csak találgatni tudjuk, milyen felfedezések válnak lehetővé általa.
Figyeljék a híreket!
Eközben kreatív mérnökök forradalmi megoldásokat fejlesztenek ki
az új távcsövek tervezésekor.
Kanadai tudósok ún. folyékony tükrű távcsövet építettek.
Az ilyen teleszkópnál a fénysugarak nem egy
szilárd anyagú főtükörről, hanem egy forgó medencében lévő,
görbült higanyfelületről verődnek vissza.
Az elrendezés miatt a higanytükrű távcsövekkel csak egy irányba lehet nézni,
de nagy előnyük, hogy viszonylag kevés pénzből,
és egyszerűen megépíthetőek.
Rádiócsillagászok a LOFAR-hoz hasonló antennarendszert telepítenének
a Hold felszínére, olyan távol a Földről érkező rádiózaj
zavaró hatásaitól, amennyire csak lehetséges.
Ki tudja, egy napon talán egy nagyméretű
optikai távcső is lesz a Hold túlsó oldalán.
Továbbá űrtávcsövek és takaró korongok segítségével
a röntgencsillagászatban is rendkívüli előrelépések várhatóak
a közeljövőben.
Sikerülhet talán képet alkotni egy fekete lyuk
közvetlen környezetéről.
Távcsöveink révén egy napon választ kaphatunk az emberiség
egyik legalapvetőbb kérdésére: vajon egyedül vagyunk-e a Világmindenségben?
Tudjuk, hogy léteznek más naprendszerek is.
Feltételezzük, hogy köztük a Földünkhöz hasonlóak is vannak melyeken akár
folyékony víz is lehet.
De
van-e rajtuk élet?
Ilyen extraszoláris bolygókat találni nem egyszerű dolog.
Többnyire rejtve maradnak a csillagászok szeme elől,
központi csillaguk intenzív sugárzása miatt.
A sötét világűrbe küldendő interferométerek
jelenthetik a megoldást.
A NASA jelenleg a földszerű bolygók keresésére a
TPF (Terrestrial Planet Finder, Földtípusú Bolygó Kereső) programot készíti elő.
Európában ugyanerre a célra szánják a Darwin távcsőrendszert.
Hat távcső kering majd a Nap körül, alakzatba rendeződve.
Egymástól való távolságukat lézerekkel kontrollálják, nanométeres pontossággal.
Ezzel a rendszerrel ma elképzelhetetlen felbontóképességet lehet majd elérni,
s a központi égitest fényének kitakarásával láthatóvá válhatnak
a más csillagok körül keringő, Föld-szerű planéták.
Ezt követően a csillagászoknak elemezniük kell a bolygókról visszaverődő csillagfényt.
Ez tartalmazza a planéták légkörének színképi jellemzőit is.
S ha szerencsénk van, 15 éven belül izgalmas alkotóelemeket észlelhetünk:
oxigént, metánt, ózont.
Az élet nyomjelzőit.
Az Univerzum tele van meglepetésekkel.
Akárhányszor is tekintünk az égboltra, az mindig nyomot hagy bennünk.
Nem csoda, hogy világszerte amatőrcsillagászok százezrei
mennek ki minden derült éjszakán az égbolt alá, hogy
rácsodálkozzanak a kozmosz szépségeire.
Távcsöveik sokkal jobbak annál, mint amit egykor
Galilei használt.
Digitális felvételeik minősége is messze túlszárnyalja azokét a fényképekét,
melyeket csupán egy-két évtizede készítettek a hivatásos szakemberek.
A csillagászok távcsöves kutatómunkája, mellyel az Univerzum titkainak feltárását célozták meg,
négyszáz éves múltra tekint vissza.
De még mindig nagyon sok a feltérképezetlen terület.
Hosszú utat tettünk meg, mióta négy évszázada Galilei nekilátott,
hogy távcsövével feltérképezze az égboltot.
Még ma is távcsövekkel figyeljük az Univerzumot
de már nem csak a Földről, hanem az űr határtalan térségeiből is.
Emberi mivoltunk lényege a látszólag kifogyhatatlan tartalékokkal bíró
találékonyságban és tudásvágyban van.
Még csak most kezdtünk hozzá, hogy megválaszoljuk
a legalapvetőbb kérdéseket.
Több mint háromszáz bolygót ismerünk már idegen naprendszerekben
szerte a Galaxisunkban, s kimutattunk szerves molekulákat is
távoli csillagok bolygóin.
Úgy tűnik, ezek a hihetetlen újdonságok jelentik az emberi tudomány csúcsát,
de a java még kétségtelenül hátravan.
Te is csatlakozhatsz a felfedezőkhöz.
Nézz fel, és csodálkozz.