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第十五期:光学望远镜特辑之巨型麦哲伦望远镜GMT 精选

已有 2022 次阅读 2021-1-25 19:21 |个人分类:泰利斯科普|系统分类:科普集锦

欢迎来到泰利斯科普第十五期!

前两天收到几位陌生同行的私信,尽管寥寥数字,已是满屏欢喜。并不是写的有多好,而是可以让更多的人知道这个世界上还有这么些个不为人知的望远镜在默默地支撑着天文学的发展。

本期我们来聊聊另一台世界级的光学望远镜——GMTGiant Magellan Telescope),中文名巨型麦哲伦望远镜。

费迪南德·麦哲伦在1522年实现了第一次环球航行,完成了当时最雄心勃勃的探险壮举之一。像当时的许多探险家都是天文学家一样,麦哲伦是一名天文学的学生。在南半球,探险队注意到夜空中有大量的云,在欧洲是看不到的。这些云后来被称为麦哲伦云。

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老规矩,无图不说话!

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GMT计划建在智利阿塔卡马沙漠(Ps:是不是对这个名字有些许的熟悉,第十六期中介绍的ELT也是位于该沙漠中)的拉斯卡姆帕纳斯天文台(Las Campanas Observatory),由美国的华盛顿卡内基天文台、哈佛大学、麻省理工学院等8家单位与澳大利亚国立大学合作建造,预算造价6.25亿美元,目前已经开建,计划于2029年出光。

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GMT主镜等效口径24.5米,它由7块直径8.4米的子镜组成,总接收面积可达368平方米。上期中介绍的VLT单主镜口径也才8.2米,可想而知其集光能力。

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GMT主镜由图森市亚利桑那大学的理查德·F·卡里斯镜子实验室(Richard F. Caris Mirror Lab)负责制造。主镜通过使用蜂窝模具完成,成品中大部分是中空的,玻璃模具被放置在一个巨大的旋转烤箱中,在那里它是旋转铸造,给玻璃一个自然的抛物线形状。这大大减少了塑造玻璃形状所需的研磨量,也减少了重量。

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副镜也是分段的,由7个直径为1.05 m的分段组成。主镜和副镜以共轭对工作,这样每个副镜只能从一个主镜反射光线。GMT光学系统采用消光格里高利(Gregorian)望远镜设计方案,从主镜反射的光在到达副镜之前先聚焦。


典的格里高利望远镜有一个抛物面主镜和一个凹面椭球副镜。消光格里高利设计修改了主镜和副镜(均为凹面椭球)的形状,以改善扩展视场的图像质量。无论是经典的格里高利望远镜还是消差格里高利望远镜,都可以添加校正透镜来扩展视场,并获得良好的成像质量。


该望远镜采用最先进也是最复杂的自适应光学技术,在每个副镜表面下安装数百个执行器,将不断调整镜子以抵消大气湍流。这些驱动器由先进的计算机控制,将闪烁的星星转变成清晰稳定的光点。通过这种方式,GMT将提供比哈勃太空望远镜清晰10倍的图像。尽管哈勃是在太空中,并不需要自适应光学技术去消除大气扰动的影响,但也架不住GMT强大的集光能力。

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GMT总重约2100吨,建造完成后,其所有重量将漂浮在仅50微米(2千分之一英寸)厚的油膜上,使其可以轻松旋转而不会产生摩擦。

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GMT前所未有的集光能力和分辨率将有助于解决众多科学目标,包括第一星系的形成;宇宙中的暗物质暗能量;恒星的形成与演化以及宇宙的命运等。

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本期内容就到这里,我们下期再见!限于作者水平有限,如有错误,欢迎各位批评指正。

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参考文献:

[1] https://www.gmto.org/overview/quick-facts/

[2] https://www.gmto.org/news/

[3]巨型麦哲伦望远镜-百度百科

[4] GMTScienceBook2018

[5] GMT Science Goals and Instruments_191010

[6] GMT_Engineering

[7] northnortheast. Giant Magellan Telescope[J]. 2015.

[8] Johns M W . The Giant Magellan Telescope (GMT) Project[J]. Ground-based Telescopes, 2004, 9151(4):831-834.

[9] Gunnels S , Davison W B , Hertz E . The Giant Magellan Telescope (GMT)[J]. Proc Spie, 2004, 7733(6):54-58.


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