宇宙深处的第一光:ELT如何在2028年迎来‘首光’?

在位于智利北部的阿塔卡马沙漠,世界上最大的光学和近红外线天文望远镜——极大型望远镜(ELT)正如火如荼地建设中。当这个天文观测站完工时,它将拥有一面直径39.3米的分段主镜,以及4.2米的次镜,预计将在2028年迎来其“首光”的荣耀时刻。 ELT的设计将能够收集人眼的光线量的1亿倍,并且能对大气的扭曲进行校正。

「ELT的建设不仅是一项技术的挑战,还将推动我们对宇宙的理解。」

ELT属于欧洲南方天文台(ESO),其设计不仅为伺服系统提供250倍的光收集面积,相较于哈勃太空望远镜,还能提供其影像的16倍清晰度。这项计划自2011年以来,即已订定预计于2014年至2025年间完工,但由于技术和财政支持的积累,建设延迟仍在所难免。

ELT的建设历程

在2010年4月,ESO理事会选择了智利的阿尔马宗斯山作为ELT的首要建设地点。早期的计划中包括了一面直径为42米的主镜,但随着进一步的可行性研究,这一设计被缩小至39.3米以控制建设成本并加速进度。 2012年6月,ESO正式批准了ELT项目开始建设的计划,2014年12月更是获得了90%以上的建设资金支持,预计第一期费用约为十亿欧元。

「ELT不仅是实现天文学重大的里程碑,同时也是追求未知宇宙的关键。」

随着主体结构的起建,2017年5月正式奠基,标志着这个宏大计划的开始。至2023年7月,ELT的建造已过半,并预计在2028年迎来第一次观测。

高科技设计

ELT将采用五面镜的创新设计,其中包括三面OLED凹面镜和两面几乎平面镜,以实现高质量的成像。这一设计不仅仅是为了有效地提升成像的清晰度,更加适应应对大气干扰。 ELT的最大特点之一是主镜由798块六角形镜片拼接而成,每块镜片都需能够持续维持其位置的精准,相互之间的位移检测精度可达纳米级别。

「ELT的创新设计可以视为新一代天文观测的象征。」

建设过程中的主要挑战之一在于制作二次镜,由于其曲面形状及尺寸,这一镜片成为全球最大且最具挑战性的二次镜。这一伟大的成就标志着天文学技术的飞跃进步。

科学目标与潜力

ELT的科学目标高尚而远大,旨在寻找系外行星和抚养在距离我们相对遥远、仍在形成中的行星系统。这些研究将不仅帮助科学家观察星际的第一批星系、以及超大质量黑洞的形成和演化,还将对宇宙中暗物质的本质和行星的化学成分进行深度探索。

「ELT将为我们解密宇宙奥秘,打开全新的视野。」

另外,建设中针对性能的高期望,将使ELT的光学系统能够在瞬间修正大气对图像造成的失真,获得更高的成像质量,这为天文学的进一步发展提供了更为重要的仪器支持。

设备与运行

ELT的首代仪器包括MICADO、HARMONI和METIS,能在短时间内迅速切换运行。这项技术的灵活性意义重大,可随时对天体进行新的观测。随之而来,重要的科学项目也将得到展开,包括研究最神秘的宇宙现象、寻找地外生命的踪迹,甚至对宇宙膨胀速度的测量都有可能为我们提供全新的见解。

「我们甚至可能在ELT的观测中找到生命的迹象!」

2028年即将迎来这个宏大的工程的首光,站在新的宇宙边界上,我们是否能够见证旧有观念的颠覆与新知识的建立?

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