Мы знаем, что в космосе есть масса похожих на Землю планет, но пока не можем их детально рассмотреть. Нам удалось подсчитать количество темной энергии во Вселенной, однако мы не понимаем, чем она является. Для того чтобы ответить на ключевые вопросы современной астрофизики, специалисты строят Гигантский Магелланов телескоп. Он появится в чилийских Андах меньше чем через 10 лет. Беспрецедентно точная система зеркал этого прибора, возможно, позволит нам открыть первые обитаемые планеты.

Гигантский Магелланов телескоп (ГМТ) — один из самых амбициозных современных проектов в области астрономии. Специалисты оснастят эту колоссальную наземную установку семью зеркалами диаметром по 8,4 метра каждое. Суммарная площадь зеркальной поверхности составит порядка 350 м². Благодаря этому телескоп будет способен улавливать вчетверо больше света, чем самые крупные современные приборы. При этом разрешающая способность у ГМТ будет в 10 раз выше, чем у легендарного телескопа Хаббл.

Такие характеристики способны сделать Гигантский Магелланов телескоп настоящей рок-звездой современной астрофизики. Ученые ожидают, что эта установка позволит нам обнаружить и изучить неизвестные до сих пор потенциально обитаемые планеты. Сегодня астрономам удалось открыть множество небесных тел, которые претендуют на звание «сестер» Земли. Больше всего напоминают нашу планету «водный мир» Кеплер 62e, окутанная красным сумраком Глизе 581g (Зармина), экзопланета в тройной системе звезд Глизе 667Сс, «страна горячих бурь» Тау Кита е и невероятно крупная Kepler 22b. Строительство Гигантского Магелланова телескопа позволит больше узнать об этих планетах и открыть новые. Кроме того, установка будет использоваться для исследования черных дыр и темной энергии — загадочного гравитационного топлива, которое со времен Большого взрыва толкает галактики прочь друг от друга и заставляет Вселенную расширяться.

Гигантский Магелланов телескоп планируется установить в обсерватории Лас-Кампанас, которая находится в Андах, близ пустыни Атакама в Чили. Достоинство такого местоположения в том, что в этой пустыне очень низкая влажность и, соответственно, мало облаков. Все работы должны завершиться к началу 2020-х годов. Новый телескоп станет «большим братом» двух Магеллановых телескопов, которые уже работают в Лас-Кампанас. Их диаметр составляет 6,5 метров, однако по сравнению с ГМТ эти устройства покажутся просто крошками.

Ключевым элементом в конструкции ГМТ станет система зеркал. По форме она будет напоминать огромный цветок. Свет из глубин Вселенной она будет направлять на семь зеркал поменьше, а затем — на передающие изображение камеры. Когда все зеркала для Гигантского Магелланова телескопа будут готовы, их установят на закрытую платформу на вершине безжизненной горы. ГМТ оснастят подъемным механизмом, кранами, системой кондиционеров, источниками питания, системой циркуляции жидкого азота и жидкого гелия: словом, механизм его строительства и работы будет весьма сложным.

Патрик МакКарти

директор ГМТ, доктор наук.

Мы должны сделать зеркала Гигантского Магелланова телескопа очень точными. Ведь свет, который мы ищем, идет к Земле 5-10 млрд. световых лет. Мы не можем позволить себе упустить даже малейшую часть информации, которая путешествовала во времени и пространстве так долго. При этом суммарный диаметр зеркальной поверхности будет составлять порядка 25 м. Это невероятный вызов нашим техническим возможностям.

ГМТ может помочь нам ответить на многие вопросы. Например, сегодня мы знаем, что в центре практически каждой галактики есть огромная черная дыра. Но нам неизвестно, как происходит их формирование: сначала появляется черная дыра, и галактика растет вокруг нее, или сначала формируется галактика, а черная дыра возникает потом? Сейчас мы можем видеть только ближайшие и самые массивные среди подобных объектов. Гигантский Магелланов телескоп позволит нам рассмотреть практически любую черную дыру в космосе. Мы сможем увидеть их очень близко. Мы получим возможность изучать таинственные явления: гамма-выплески, нейтронные звезды, «космических монстров», — а также вещи, о которых мы пока не имеем никакого понятия и на которые мы просто наткнемся. Нейтронные звезды тоже были открыты по чистой случайности.

Венди Фриман

председатель правления ГМТ, доктор наук.

В каждом из зеркал только стеклянная часть весит 20 тонн. А ведь таких частей семь. Огромная подвижная стальная опора будет поддерживать зеркала, элементы конструкции, измерительные приборы и верхнюю часть телескопа, где мы установим вторую группу зеркал. Мы должны высчитать расстояние между нею и основными зеркалами с точностью до 1/500000000, а затем сфокусировать свет в крошечной точке. Это поразительная задача! Система стен телескопа будет высотой с 22-этажный дом. Это необычное здание сможет поворачиваться. Это позволит нам направить телескоп в небо и увидеть самые разные объекты.

По сути, все механизмы, которые мы разрабатываем и создаем с таким старанием и трудом, нужны лишь затем, чтобы получить крошечные пучки фотонов. Они прилетят сюда из далекого космоса, ударятся о поверхность этого маленького клочка зеркальной поверхности в нашем телескопе и позволят нам прикоснуться к тайнам Вселенной, которые мы пока не можем понять. Сейчас мы только начинаем изучать потенциально обитаемые планеты. У нас есть фотографии, снятые телескопом Хаббл. Это самые подробные снимки неба, которые когда-либо делало человечество. И все же, на них мы видим лишь тусклые маленькие пятнышки. Гигантский Магелланов телескоп позволит получать изображения с разрешением в 10 раз выше, чем позволяет Хаббл. Кроме того, мы сможем увидеть спектр свечения далеких объектов.

Мы как Фернан Магеллан, в честь которого назван телескоп. Недалеко от места, где будет установлен наш прибор, этот мореплаватель когда-то огибал мыс Горн. Впереди у Магеллана был целый новый океан, который ему только предстояло открыть. Мы не знаем, что там, в пространстве. Но мы посылаем туда наш «корабль», чтобы попытаться это что-то найти.

Первое зеркало ГМТ было изготовлено в 2005 году. Затем последовал большой перерыв, после чего в 2012 году специалисты создали второе зеркало. 6 декабря этого года было закончено третье. Четвертое зеркало планируется отлить в 2014 году. Процесс изготовления зеркал Гигантского Магелланова телескопа поражает воображение. Чтобы создать их, специалисты по одному помещают прозрачные куски стекла в огромную круглую форму, разделенную на ячейки наподобие пчелиных сот. Затем ее нагревают до 1171°С и начинают медленно вращать, чтобы стекло растаяло и равномерно распределилось внутри. После этого зеркало остужают и полируют.

Весь процесс производства занимает несколько месяцев, ведь зеркала гигантского телескопа предназначены для того, чтобы улавливать невероятно древний свет, пришедший к Земле из самых дальних уголков Вселенной. Он же будет и светом самых ранних мгновений ее существования, — вот почему, возможно, телескоп поможет нам больше узнать об эволюции Вселенной. По сути, все колоссальные усилия по созданию установки направлены лишь для того, чтобы человечество получило возможность улавливать мельчайшие горстки фотонов, которые прежде не был способен зафиксировать ни один земной прибор. Однако именно эти горстки несут в себе информацию, которая может стать ключом к разгадке по-настоящему великих тайн.