Kép jóváírása: Ikrek
Azoknak a befektetőknek, akik a következő biztos dolgot keresik, a Gemini South 8 méteres távcső tükörén lévő ezüst bevonat egy bennfentes titokzatosnak tűnhet, ha óriási haszonnal szeretne befektetni ebbe az értékes fémbe. Kiderült azonban, hogy ennek a hatalmas tükörnek kevesebb, mint két uncia (50 gramm) ezüstre volt szüksége, ami nem volt elegendő ahhoz, hogy regisztráljon a nemesfémek piacán. A Gemini fényes beruházásának valódi megtérülése az, amellyel példátlan érzékenységet biztosít a földről, amikor az űrben meleg tárgyakat tanulmányoz.
Az új bevonat - az első olyan típusú bevonat, amely valaha is egy nagyon nagy csillagászati tükör felületét vontatja be - az egyik utolsó lépése annak, hogy a Gemini bolygónk legerősebb infravörös távcsövévé tegyük. "Nem kétséges, hogy ezzel a bevonattal a Gemini South távcső képes lesz felfedezni a csillagok és bolygók kialakulásának régióit, a galaxisok középpontjában lévő fekete lyukakat és más tárgyakat, amelyek eddig más távcsövekből kerültek ki" - mondta Charlie Telesco a A Floridai Egyetem, amelynek szakterülete a csillag- és bolygóképződéses régiók tanulmányozása a közép-infravörös térségben.
A Gemini tükör ezüsttel való bevonása során a többéves tesztelés és kísérletezés során kifejlesztett folyamatot alkalmaznak egy olyan bevonat előállítására, amely megfelel a csillagászati kutatások szigorú követelményeinek. A Gemini vezető optikai mérnöke, Maxime Boccas, aki a tükörbevonat fejlesztését felügyelte, azt mondta: "Azt hiszem, el lehet mondani, hogy több évnyi kemény munka után a legjobb bevonat azonosítása és hangolása során megtaláltuk ezüst bélésünket!"
A legtöbb csillagászati tükröt bepárlási eljárással alumíniummal borítják, és 12-18 hónaponként újrafesteni kell. Mivel az iker Gemini tükrök optimalizáltak tárgyak megtekintésére mind optikai, mind infravörös hullámhosszon, egy másik bevonatot határoztak meg. A Gemini ezüst bevonási folyamatának megtervezése és végrehajtása kettős, 9 méter széles bevonókamra megtervezésével kezdődött, amely a chilei és hawaii obszervatóriumokban található. Minden bevonóüzem (amelyet eredetileg az Egyesült Királyságban a Royal Greenwich Observatory épített) magnetronoknak nevezett készülékekkel rendelkezik, amelyek a tükörbe bevonják a bevonatot. A porlasztási folyamat szükséges, ha többrétegű bevonatot alkalmaznak a Gemini tükrökre, annak érdekében, hogy pontosan ellenőrizzék a tükör felületén lerakódott különféle anyagok vastagságát. Hasonló bevonási eljárást általában alkalmaznak az építészeti üvegben a légkondicionálás költségeinek csökkentése és az épületek üvegének esztétikai tükröződése és színének előállítása során, de ez az első alkalom, hogy egy nagy csillagászati távcső tükörre alkalmazták.
A bevonatot négy különálló rétegből álló halomban építettük fel, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy az ezüst tapad a tükör üveglapjához, és védve van a környezeti elemektől és a kémiai reakcióktól. Mint mindenki tudja az ezüst edényeket, az ezüst elrontása csökkenti a fény visszaverődését. A nem védett bevonat lebomlása a távcső tükörén súlyos hatással lenne annak teljesítményére. A Geminiben az elmúlt években tucatnyi apró tükörmintával elvégzett tesztek azt mutatják, hogy a Gemini tükörre felvitt ezüstített bevonatnak nagyon fényvisszaverőnek és legalább egy évig használhatónak kell lennie az újrafestés között.
A nagy elsődleges tükör mellett a távcső 1 méteres másodlagos tükörét és a harmadik tükröt, amely a fényt a tudományos műszerekbe irányítja, szintén ugyanazon védett ezüst bevonatok fedték be. E három tükörbevonat kombinációja, valamint más tervezési megfontolások mind felelősek a Gemini hő-infravörös sugárzással szembeni érzékenységének drámai növekedéséért.
A távcső infravörös teljesítményének kulcsfontosságú mérője a sugárzás (a mennyi hőt bocsát ki ténylegesen az elméletileg kibocsátható teljes mennyiséghez képest) a spektrum termikus vagy közepes infravörös részében. Ezek a kibocsátások háttérzajt eredményeznek, amely ellen mérni kell a csillagászati forrásokat. Az Ikreknek a talajban lévő nagy csillagászati távcsövek teljes hőkibocsátása a legalacsonyabb, 4% alatti értékekkel, mielőtt ezüst bevonatot kapnának. Az új bevonattal a Gemini South emisszióképessége kb. 2% -ra csökken. Néhány hullámhosszon ez ugyanolyan hatással van az érzékenységre, mint a Gemini teleszkóp átmérőjének 8-ról 11 méterre történő növelése! Ennek eredményeként a Gemini infravörös adatainak minősége és mennyisége jelentősen javul, amely lehetővé teszi azoknak a tárgyaknak a felismerését, amelyek egyébként elvesznének a távcsőből sugárzó hő által keltett zajból. A többi földi távcső között gyakori, hogy a kibocsátási értékek meghaladják a 10% -ot
Az újrafestési eljárást május 31-én sikerült elvégezni, és az újonnan bevont Gemini South tükör újratelepítésre került és kalibrálásra került a távcsőben. A mérnökök jelenleg tesztelik a rendszereket, mielőtt a teleszkópot teljes üzembe állítják. A Mauna Kea északi Gemini tükrén ugyanez a bevonási folyamat megy végbe az év vége előtt.
Miért ezüst?
Ennek oka, hogy a csillagászok azt szeretnék, hogy ezüstként használják a távcső tükörje felületét, abban rejlik, hogy képes bizonyos típusú infravörös sugárzást jobban tükrözni, mint az alumínium. Nemcsak az infravörös fény visszatükröződik, hanem a tükörből ténylegesen kibocsátott sugárzás mennyisége (hőkibocsátása) teszi az ezüstöt olyan vonzóvá. Ez jelentős kérdés, ha a spektrum közepes infravörös (termikus) régióját megfigyeljük, amely lényegében az űrből származó hő vizsgálata. ? Az ezüst fő előnye, hogy csökkenti a távcső teljes hőkibocsátását. Ez viszont növeli a távcső közép-infravörös műszereinek érzékenységét, és lehetővé teszi számunkra, hogy a meleg tárgyakat, mint például a csillag- és bolygókertek jelentősen jobban látják ,? - mondta Scott Fisher egy közép-infravörös csillagász a Gemini-nél.
Az előny azonban áron jár. Az ezüst felhasználásához a bevonatot több rétegben kell felvinni, amelyek mindegyike nagyon pontos és egyenletes vastagságú. Ehhez a magnetronnak nevezett eszközöket használják a bevonat felvitelére. Úgy működnek, hogy egy rendkívül tiszta fémlemezt (az úgynevezett célpontot) körülvesznek egy plazmagáz (argon vagy nitrogén) felhővel, amely kiüti az atomokat a célponttól, és egyenletesen elhelyezi őket a tükörben (amely lassan forog a magnetron alatt). Minden réteg rendkívül vékony; az ezüstréteggel csak körülbelül 0,1 mikron vastag vagy körülbelül 1/200 az emberi haj vastagsága van. A tükörre lerakódott ezüst teljes mennyisége megközelítőleg 50 gramm.
Az űrből származó hő tanulmányozása
A világegyetem egyik legérdekesebb tárgya sugárzást bocsát ki a spektrum infravörös részén. Az infravörös fény, amelyet gyakran „hő sugárzásnak” neveznek, vörösebb, mint a szemünkkel látott piros fény. Az ilyen hullámhosszon sugárzó forrásokat a csillagászok keresik, mivel az infravörös sugárzásuk nagy része áthaladhat az elhomályosító gázpor felhőin, és titkokat fedhet fel, amelyek egyébként a látásból vannak burkolva. Az infravörös hullámhossz-rendszer három fő régióra oszlik: közeli, közép- és távoli infravörös. A közeli infravörös pontosan meghaladja azt, amit az emberi szem lát (pirosabb, mint a vörös), a közép-infravörös (amelyet gyakran termikus infravörösnek hívnak) hosszabb fényhullámhosszokat képvisel, amelyeket általában az űrben lévő hőforrásokhoz társítanak, és a távoli infravörös hűvösebb régiókat képvisel.
A Gemini ezüst bevonatával a spektrum termikus infravörös részén a legjelentősebb javulást lehet majd elérni. Az ebben a hullámhossztartományban végzett vizsgálatok a csillag- és a bolygóképződés-régiókat is magukban foglalják, intenzív kutatásokkal annak megértésére törekszünk, hogy a saját naprendszerünk hogyan alakult körülbelül öt milliárd évvel ezelőtt.
Eredeti forrás: Gemini sajtóközlemény
