Etelka, Aletta
3 °C
4 °C

Messzebbre látunk, mint valaha

2009.08.25. 16:01
Galilei távcsövében négyszéz éve alig másfél centi átmérőjű lencsék szolgáltatták a nagyítást, eleget ahhoz, hogy a csillagász a Jupiter holdjait, a Szaturnusz gyűrűjét, vagy a mi Holdunk felszínén a hegységeket megvizsgálja. Szinte felfoghatatlan az a fejlődés, ami azóta végbement, és ami ahhoz vezetett, hogy ma már a Föld körüli pályán keringő obszervatóriumok olyan távoli csillagok fényét is észlelik, ami még bőven azelőtt indult el, hogy Galilei megszületett volna. És nem csak észlelik, de például kimutatják a körülötte keringő bolygók felszínén a szén-dioxidot vagy akár a vizet.

Galilei távcsöve tulajdonképpen technológiai zsákutca volt. Bár a hétköznapi életben használt távcsövek a mai napig az itáliai csillagász által épített szerkezet elvén alapulnak, vagyis domború és homorú lencséken keresztül halad bennük a fény (az elmélet már Da Vinci jegyzeteiben is szerepelt), hamar kiderült, hogy az ilyen távcsövek teljesítményét, vagyis a velük elérhető nagyítást elég problémás fokozni. Az ehhez szükséges, egyre nagyobb méretű lencsék előállítása roppant drága, a kellő pontosság megtartása pedig technikailag szinte lehetetlen - ezért találta ki 1672-ben Newton a tükrös távcsövet. A tükrök alakjára, elhelyezkedésére, anyagára rengeteg variációt kidolgoztak azóta, de az optikai távcsövek a mai napig tükörrel dolgoznak, beleértve például a Hubble űrteleszkópot is.

Tükör által homályosan

A tükrös távcső elve az, hogy a megfigyelt tárgy felől érkező párhuzamos fénysugarak egy homorú tükörről visszaverődve annak gyújtópontjában állnak össze, egy fordított állású képet létrehozva. Minél nagyobb a tükör, annál távolabbi, és annál halványabb objektumokat is meg tudunk figyelni vele. A fejlődés több évszázadon át ebben az irányban haladt, a leghíresebb darab talán a Parsownstown Leviatánja néven ismert, 180 centi átmérőjű tükörrel dolgozó teleszkóp volt, amit William Parsons, Rosse harmadik grófja épített 1845-ben, és ami aztán több mint hetven évig a világ legjobb távcsövének számított. A tudós főnemes nagy pechjére az írországi családi kastélyban felépített obszervatórium a jellegzetes helyi időjárás (vagy éppen esik, vagy mindjárt esni fog) miatt átlagosan heti egy éjszakát volt csak használható, de így is több mint kétszáz galaxist és csillagot fedezett fel a Leviatánnal.

A szerencsétlen nevet kapott Hooker teleszkóp a 20. század első felében volt a világ legjobb távcsöve. Ezzel fedezte fel Edwin Hubble, hogy tágul a világegyetem.
A szerencsétlen nevet kapott Hooker teleszkóp a 20. század első felében volt a világ legjobb távcsöve. Ezzel fedezte fel Edwin Hubble, hogy tágul a világegyetem.

I can see clearly now, the rain is gone

A gróf problémája később egyre súlyosabban jelentkezett a modernebb, pontosabb távcsöveknél, amelyek hiába láttak fényévekre, ha az utolsó pár kilométeren a légköri jelenségek meg a fényszennyezés elrontották a képet. A 20. század második felében kezdték egyre magasabban, és az emberlakta helyektől távol fekvő helyekre építeni az obszervatóriumokat (Hawaii-ra, az Andokba), aztán jött a következő lépés: kihagyni a légkör zavaró tényezőit, és fölé, Föld körüli pályára helyezni a távcsövet - már az 1920-as években felmerült az ötlet, de csak a hetvenesekben kezdtek tömegével űrteleszkópokat pályára állítani.

Ma már, a Wikipedia listája szerint közel 40 ilyen kering a fejünk felett, persze nem mind optikai, vannak rádiófrekvenciás, mikrohullámú, gravitációs, infravörös, ultraibolya, és gammasugárzást figyelő darabok is. Viszont az űrteleszkópok korszakával nem áldozott le a földi obszervatóriumok kora sem, és mindkét kategóriában scifibe illő tervekkel próbálják egymást felülmúlni a csillagászok.

A felhők felett

A világ leghíresebb távcsöve ma minden bizonnyal a Hubble űrteleszkóp. Eredetileg 1983-ben akarták felküldeni az űrbe, de közbejöttek kisebb-nagyobb problémák (elfogyott a pénz, a Challenger űrsikló katasztrófája miatt parkolópályára került a projekt), és csak 1990-ben kezdett el működni. Akkor sem túl jól, rögtön meghibásodott pár giroszkópja, gondok akadtak a napelemtábláival. Itt rögtön megmutatkozott a Föld körül keringő űrtávcsövek egyik nagy hátránya (nem olyan egyszerű a javításuk), de miután 1993-ban az Endeavour űrhajósai egy szervízküldetés során kipofozták, a Hubble elkezdte ontani az addig elképzelhetetlen minőségű felvételeket.

A Hubble egyik leghíresebb felvétele a Teremtés oszlopai nevű űrobjektumról.
A Hubble egyik leghíresebb felvétele a Teremtés oszlopai nevű űrobjektumról.

A People's Telescope (a nép távcsöve) becenevet kapott Hubble egy 2,4 méter átmérőjű, 10 nanométer pontossággal megcsiszolt főtükörrel dolgozik, és heti 120 gigabájtnyi adatot küld le a NASA új-mexikói adatközpontjába, mikrohullámú kapcsolaton keresztül. A nevéhez fűződő csillagászati felfedezések szinte megszámlálhatatlanok. Viszont a távcső lassan a húszévesre tervezett élettartama végefelé jár, bár a legutóbbi nagygenerál során az Atlantis legénysége nagyjából 2014-ig kitolta a távcső üzemidejét (aztán még pár évig hagyják keringeni, majd 2020 körül belevezetik a Csendes-óceánba, mielőtt még magától szétesne ésvagy lezuhanna).

Mire a Hubble befejezi pályafutását, beáll a helyére az utódja, a James Webb űrteleszkóp, amit a NASA az európai és a kanadai űrhivatallal közösen épít. A Hubble-énél hatszor nagyobb, 6,5 méter átmérőjű tükrével az infravörös tartományban fog vizsgálódni (a Hubble ultraibolyában és a látható fény tartományában is látott) az úgynevezett Lagrange-2 pontból; ez az a hely, ahol a Nap és a Föld gravitációs hatása éppen kiegyenlíti egymást. A 4,5 milliárd dollárba kerülő távcső messzebbre lát, mint a Hubble, és egy speciális technikának köszönhetően ki tudja szűrni a közeli csillagok fényét, ami egyébként eltakarná a távolabbi objektumokat. Ezzel elvileg a Webb olyan bolygók légkörét és felszínét tudja majd tanulmányozni, amik a Hubble felvételein egyetlen pixelként látszanak csak.

Magyarok az űrben

A leghíresebb magyar távcső a HATNet, ami valójában hat darab, aránylag kicsi, 11 cm-es távcsőből álló rendszer (a neve nem erre utal, hanem a Hungarian Automated Telescope Network rövidítése), a távcsövek fele Arizonában, a fele Hawaii-on kémleli az eget.

A Bakos Gáspár, a Harvard Smithsonian asztrofizikai intézet fizikusa által vezetett csillagászcsapat 1999-ben indította el a projektet, és máig 11 Naprendszeren kívüli bolygót fedezett fel a HATNet segítségével, ezzel a világ egyik legsikeresebb exobolygó-kutató csapatának számítanak. A távcsövek a csillagok fényességében tapasztalt periodikus változásokat figyelik, a csillagászok ezekből vonnak le következtetéseket a körülöttük keringő bolygókkal kapcsolatban: az elhalványodások azt jeletik, hogy egy bolygó éppen a csillag előtt halad el, és eltakarja annak egy részét a földi szemlélő elől.

A végtelenbe, és tovább

A még későbbre tervezett űrtávcsövek közül érdemes még megemlítenünk a direkt a Földhöz hasonló bolygók megfigyelésére specializált Terrestrial Planet Findert, ami 2020 körül kezdi a keresgélést (már ha sikerül pénzt szerezni a projektre, ami egyelőre nincs rá). Illetve a DEST-et, ami 2013-ban indul, és 2017-ig háromezer szupernóvát fog megvizsgálni, meg egy kicsit foglalkozik a sötét anyag természetével, plusz a mérései alapján a tudósok megpróbálják pontosítani és kiegészíteni Einstein elméleteit.

A Gran Telescopio Canarias egy 2400 méter magas vulkán tetejéről kémleli az eget.
A Gran Telescopio Canarias egy 2400 méter magas vulkán tetejéről kémleli az eget.

Persze a Földre is terveznek grandiózus távcsöveket. A legnagyobb földi teleszkóp ma a frissen átadott Gran Telescopio Canarias a Kanári-szigeteken, a maga 10,4 méteres tükrével. Na ehhez képest a most épülő Giant Magellan Telescope tükre 24,5 méteres lesz (pontosabban hét, egyenként 8,4 méter átmérőjű tükör adja majd össze a képet, ami egy 24,5 méteres összfelületének felel meg), amikor 2018 körül munkába áll Chilében, az Atacama-sivatag kellős közepén. És még ez is eltörpül az európai űrügynökség OWL projektje mellett, ami eredetileg egyetlen, 100 méter átmérőjű tükörről szólt, aztán amikor kiszámolták, hogy ez mennyibe kerülne, először 60, majd 42 méterre vágták vissza a terveket. És még így is elképesztő dolgokat fog tudni: a tükör felülete nagyobb lesz, mint az eddig épített összes optikai távcsőé összesen, és a Hubble-nél 1500-szor jobb felbontást biztosít majd.