Ученые из Техасского университета стряхнули пыль со старой концепции создания гигантского телескопа на Луне. Их анализ показал, что такая обсерватория может помочь в попытках изучить первые звезды во Вселенной.
Технологии определяют многие области науки. То же самое и в астрономии. Достижения в этой области тесно связаны с разработкой инновационных научных инструментов. Все больше и больше телескопов смотрят все дальше и дальше в космос, обращая время вспять и позволяя нам взглянуть на самые ранние дни Вселенной. Однако преодоление некоторых ограничений требует революционного дизайна.
Команда под руководством Анны Шауэр, чьи анализы были одобрены для публикации в The Astrophysical Journal (теперь доступном в предпечатной базе данных arXiv.org ), вернулась к концепции создания огромного телескопа на Луне, благодаря чему он мог бы заглянenm еще дальше в космос. Идея не нова. Эксперты NASA заговорили о его создании десять лет назад. Однако в настоящее время кажется, что такой телескоп сможет расширить границы знаний и изучить первые звезды во Вселенной.
Population III звезды
«На протяжении всей истории астрономии телескопы становились все более и более мощными, что позволяло изучать объекты с более ранних времен, еще ближе к Большому взрыву», - сказал Фолькер Бромм, изучающий первые звезды во Вселенной. Предстоящий космический телескоп "Джеймс Уэбб" [JWST] даст возможность вернуться в то время, когда формировались первые галактики. Но теория предсказывает, что были и более ранние времена, когда галактик еще не существовало, а первые звезды только начинали формироваться. Этот момент «первого света» находится за пределами возможностей мощного JWST. Он добавил, что для того, чтобы замечать такие объекты, нужен лучший телескоп.
Эти первые звезды сформировались около 13 миллиардов лет назад. Они уникальны, образованы из смеси газов водорода и гелия и, вероятно, были в десятки или сотни раз больше нашего Солнца. Это так называемые звезды третьего поколения - первая, самая ранняя, чрезвычайно массовая и недолговечная. Взрывы сверхновых звезд поколения III обогатили Вселенную тяжелыми элементами. Однако это гипотетическая классификация, потому что до сих пор нам не известны подтвержденные случаи наблюдения таких старых звезд.
Новые исследования Шауэр показывают, что телескоп, предложенный в 2008 году учеными из Университета Аризоны во главе с Роджером Ангелом, может позволить оглянуться назад во времена рождения первых звезд. На Луне разместят обсерваторию с жидким зеркалом. Проект получил название Lunar Liquid-Mirror Telescope (LLMT).
Ultimate Large Telescope
NASA провело анализ предложенного объекта десять лет назад, но решило не продолжать эту работу. Эту концепцию подхватила Шауэр, но в исследованиях ее группы ученых проект получил название Ultimate Large Telescope.
Предлагаемый телескоп будет иметь зеркало диаметром 100 метров. Он будет работать автономно и будет получать энергию от солнечных панелей, установленных на поверхности Луны. Он мог бы передавать данные на Землю с помощью спутника на лунной орбите.
Самая интересная концепция касается самого зеркала, которое, по предположениям, должно было быть выполнено из жидкости. Это снизило бы вес телескопа, а также расходы на транспортировку к Луне. По конструкции зеркало телескопа выглядело как чан с постоянно закрученной жидкостью. Центрифугирование позволит получить подходящую парабоидальную форму. Жидкость, по крайней мере, та, что находится на поверхности вращающегося зеркала, должна хорошо отражать свет. В более ранних конструкциях телескопов на жидкостной основе предлагалась ртуть.
Телескоп будет стационарным. Ученые в публикации указали, что лучше всего разместить его в одном из кратеров на Северном или Южном полюсе нашего естественного спутника. Размещение телескопа на Луне, где не нужно опасаться влияния атмосферы, обеспечило бы непревзойденную четкость наблюдения. Для изучения первых звезд телескоп следует постоянно направлять на один и тот же участок неба, чтобы собрать от него как можно больше света.
«Мы живем во вселенной звезд. Как в начале истории космоса началось звездообразование? Это ключевой вопрос. Появление первых звезд было огромным изменением в истории Вселенной, поскольку первоначальные условия, установленные Большим взрывом, уступили место постоянно растущей космической сложности, в конечном итоге принесшей жизнь на планеты, что привело к появлению таких разумных существ, как мы. Этот момент "первого света" выходит за рамки возможностей нынешних телескопов и тех, которые будут построены в ближайшем будущем. Поэтому важно придумать "последний" телескоп, который сможет напрямую наблюдать эти неуловимые первые звезды на краю времени», - сказал Бромм.
Источник: Обсерватория Макдональда Техасского университета.
