宇宙深處的第一光:ELT如何在2028年迎來‘首光’?

在位於智利北部的阿塔卡馬沙漠,世界上最大的光學和近紅外線天文望遠鏡——極大型望遠鏡(ELT)正如火如荼地建設中。當這個天文觀測站完工時,它將擁有一面直徑39.3米的分段主鏡,以及4.2米的次鏡,預計將在2028年迎來其“首光”的榮耀時刻。ELT的設計將能夠收集人眼的光線量的1億倍,並且能對大氣的扭曲進行校正。

「ELT的建設不僅是一項技術的挑戰,還將推動我們對宇宙的理解。」

ELT屬於歐洲南方天文台(ESO),其設計不僅為伺服系統提供250倍的光收集面積,相較於哈勃太空望遠鏡,還能提供其影像的16倍清晰度。這項計劃自2011年以來,即已訂定預計於2014年至2025年間完工,但由於技術和財政支持的積累,建設延遲仍在所難免。

ELT的建設歷程

在2010年4月,ESO理事會選擇了智利的阿爾馬宗斯山作為ELT的首要建設地點。早期的計劃中包括了一面直徑為42米的主鏡,但隨著進一步的可行性研究,這一設計被縮小至39.3米以控制建設成本並加速進度。2012年6月,ESO正式批准了ELT項目開始建設的計劃,2014年12月更是獲得了90%以上的建設資金支持,預計第一期費用約為十億歐元。

「ELT不僅是實現天文學重大的里程碑,同時也是追求未知宇宙的關鍵。」

隨著主體結構的起建,2017年5月正式奠基,標誌著這個宏大計劃的開始。至2023年7月,ELT的建造已過半,並預計在2028年迎來第一次觀測。

高科技設計

ELT將採用五面鏡的創新設計,其中包括三面OLED凹面鏡和兩面幾乎平面鏡,以實現高質量的成像。這一設計不僅僅是為了有效地提升成像的清晰度,更加適應應對大氣干擾。ELT的最大特點之一是主鏡由798塊六角形鏡片拼接而成,每塊鏡片都需能夠持續維持其位置的精準,相互之間的位移檢測精度可達納米級別。

「ELT的創新設計可以視為新一代天文觀測的象徵。」

建設過程中的主要挑戰之一在於製作二次鏡,由於其曲面形狀及尺寸,這一鏡片成為全球最大且最具挑戰性的二次鏡。這一偉大的成就標誌著天文學技術的飛躍進步。

科學目標與潛力

ELT的科學目標高尚而遠大,旨在尋找系外行星和撫養在距離我們相對遙遠、仍在形成中的行星系統。這些研究將不僅幫助科學家觀察星際的第一批星系、以及超大質量黑洞的形成和演化,還將對宇宙中暗物質的本質和行星的化學成分進行深度探索。

「ELT將為我們解密宇宙奧秘,打開全新的視野。」

另外,建設中針對性能的高期望,將使ELT的光學系統能夠在瞬間修正大氣對圖像造成的失真,獲得更高的成像質量,這為天文學的進一步發展提供了更為重要的儀器支持。

設備與運行

ELT的首代儀器包括MICADO、HARMONI和METIS,能在短時間內迅速切換運行。這項技術的靈活性意義重大,可隨時對天體進行新的觀測。隨之而來,重要的科學項目也將得到展開,包括研究最神秘的宇宙現象、尋找地外生命的踪跡,甚至對宇宙膨脹速度的測量都有可能為我們提供全新的見解。

「我們甚至可能在ELT的觀測中找到生命的跡象!」

2028年即將迎來這個宏大的工程的首光,站在新的宇宙邊界上,我們是否能夠見證舊有觀念的顛覆與新知識的建立?

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