Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Nyt observatorium i Chile - det højeste i verden - har til formål at afsløre oprindelsen af ​​planeter, galakser og mere

University of Tokyo Atacama Observatory (TAO) på toppen af ​​Cerro Chajnantor. Kredit:2024 TAO-projekt

Hvordan dannes planeter? Hvordan udvikler galakser sig? Og i sidste ende, hvordan begyndte universet selv? Et unikt astronomisk observatorium, som forskerne håber vil opklare nogle af de største mysterier derude, markerer åbningen den 30. april 2024.



I en højde af 5.640 meter er University of Tokyo Atacama Observatory (TAO), bygget på toppen af ​​et ørkenbjerg i det nordlige Chile, det højeste astronomiske observatorium i verden, hvilket burde give det uovertruffen kapacitet, men byder på nogle nye udfordringer .

Astronomer vil gå længere og længere for at få et bedre overblik over universet. Går man hundreder af år tilbage, blev nogle af de første linser lavet til teleskoper for at bringe himlen tættere på Jorden. Siden da har der været optiske teleskoper med spejle så store som bygninger, radioteleskoper med antenne, der strakte sig mellem bjergtoppe, og der er endda et rumteleskop, James Webb Space Telescope, længere væk end månen. Og nu har University of Tokyo åbnet endnu et banebrydende teleskop.

TAO er endelig oppe at køre efter 26 års planlægning og byggeri. Det er officielt det højeste observatorium i verden og blev tildelt en Guinness verdensrekord som en anerkendelse af dette faktum. Beliggende i Chiles Atacama-ørken, ikke langt fra et andet bemærkelsesværdigt observatorium, der ofte bruges af astronomer fra japanske institutioner, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) radioteleskopet. Men hvorfor skal TAO være så højt oppe, og hvilke fordele og ulemper giver den faktor?

"Jeg søger at belyse universets mysterier, såsom mørk energi og oprindelige første stjerner. For dette er du nødt til at se himlen på en måde, som kun TAO gør det muligt," sagde emeritus professor Yuzuru Yoshii, der har været leder TAO-projektet i 26 år som hovedefterforsker siden 1998. "Selvfølgelig indeholder det state-of-the-art optik, sensorer, elektronik og mekanismer, men den unikke høje højde på 5.640 meter er det, der giver TAO en sådan klarhed. I den højde er der lidt fugt i atmosfæren, der påvirker dets infrarøde syn.

"Byggeriet på toppen af ​​Cerro Chajnantor var en utrolig udfordring, ikke kun teknisk, men også politisk. Jeg har haft kontakt med oprindelige folk for at sikre, at deres rettigheder og synspunkter bliver taget i betragtning, den chilenske regering for at sikre tilladelse, lokale universiteter for teknisk samarbejde og selv det chilenske sundhedsministerium for at sikre, at folk kan arbejde i den højde på en sikker måde Takket være alle involverede kan forskning, som jeg kun har drømt om, snart blive en realitet, og jeg kunne ikke være mere lykkelig.>

Ved 5.640 meter tillader toppen af ​​Cerro Chajnantor, hvor TAO er placeret, teleskopet at være over det meste af den fugt, der ellers ville begrænse dets infrarøde følsomhed. Kredit:2024 TAO-projekt

TAO's utrolige højde gør det vanskeligt og farligt for mennesker at arbejde der. Risikoen for højdesyge er høj, ikke kun for byggearbejde, men selv for astronomer, der arbejder der, især om natten, hvor nogle symptomer kan være værre. Så spørgsmålet er, vil alle disse anstrengelser og udgifter være det værd? Hvilken slags forskning vil det tilbyde det astronomiske samfund og i forlængelse heraf menneskelig viden?

"Takket være højden og det tørre miljø vil TAO være det eneste jordbaserede teleskop i verden, der klart kan se melleminfrarøde bølgelængder. Dette område af spektret er ekstremt godt til at studere miljøerne omkring stjerner, herunder planetdannende områder. ," sagde professor Takashi Miyata, direktør for Atacama-observatoriet ved Institut for Astronomi og leder af observatoriets konstruktion.

"Også, da TAO drives af University of Tokyo, vil vores astronomer have ubegrænset adgang til det over længere perioder, hvilket er afgørende for mange nye former for astronomisk forskning, der udforsker dynamiske fænomener, der er umulige at observere med sjældne observationer fra fælles teleskoper Jeg har været involveret i TAO i over 20 år, og jeg er meget spændt, og det virkelige arbejde med at lave observationer er ved at begynde," tilføjede professor Miyata.

Der er en bred vifte af astronomiske spørgsmål, som TAO kan bidrage til, så forskere vil have forskellige anvendelser af dets unikt privilegerede instrumenter. Nogle forskere bidrager endda til TAO ved at udvikle instrumenter, der er specifikke for deres behov.

"Vores team udviklede Simultaneous-color Wide-field Infrared Multi-object Spectrograph (SWIMS), et instrument, der kan observere et stort område af himlen og samtidig observere to bølgelængder af lys. Dette vil give os mulighed for effektivt at indsamle information om en mangfoldig række galakser, fundamentale strukturer, der udgør universet Analyse af SWIMS-observationsdataene vil give indsigt i dannelsen af ​​disse, herunder udviklingen af ​​de supermassive sorte huller i deres centre," sagde adjunkt Masahiro Konishi.

"Nye teleskoper og instrumenter hjælper naturligvis med at fremme astronomi. Jeg håber, at næste generation af astronomer bruger TAO og andre jordbaserede og rumbaserede teleskoper til at gøre uventede opdagelser, der udfordrer vores nuværende forståelse og forklarer det uforklarlige," fortsatte professor Konishi. .

På grund af den relative tilgængelighed af TAO burde flere unge astronomer være i stand til at gøre brug af det end med tidligere generationer af teleskoper. Som et næste-generations teleskop kan TAO tilbyde nye forskningstalenter en chance for at udtrykke deres ideer på måder, som aldrig før var muligt.

"Jeg bruger forskellige laboratorieforsøg til bedre at forstå den kemiske natur af organisk støv i universet, hvilket kan hjælpe os med at lære mere om udviklingen af ​​materialer, inklusive dem, der førte til skabelsen af ​​liv. De bedre astronomiske observationer af den ægte vare kan være, jo mere nøjagtigt vi kan gengive det, vi ser med vores eksperimenter på Jorden, kan TAO hjælpe meget, da vi observerer organisk støv i det mellem-infrarøde område," sagde kandidatstuderende Riko Senoo.

"Selvom jeg i fremtiden vil være i stand til at bruge TAO eksternt, vil jeg være på stedet for at hjælpe med konstruktionen af ​​vores specialiserede instrument, Mid-Infrared Multi-field Imager til at se på det ukendte univers (MIMIZUKU). TAO er placeret i en afsidesliggende region, jeg aldrig kunne besøge i hverdagen, så jeg ser meget frem til at tilbringe tid der," afsluttede Senoo.

Som tiden går, vil uden tvivl både nuværende og fremtidige astronomer finde flere og flere måder at foretage banebrydende observationer med TAO. Teamet håber, at de funktioner, der gør det så nyt - fjernbetjeningen, de meget følsomme instrumenter og selvfølgelig det faktum, at et højpræcisionsteleskop med succes blev udviklet til at fungere i et lavtryksmiljø - vil informere og inspirere designere, ingeniører og forskere, der bidrager til astronomiske observationsfaciliteter overalt.

Leveret af University of Tokyo




Varme artikler