巨型麥哲倫望遠鏡
巨型麥哲倫望遠鏡 | |
---|---|
基本資料 | |
組織 | GMT集團 |
位置 | 智利,拉斯坎帕納斯天文台 |
座標 | 29°01.7′S 70°41.15′W / 29.0283°S 70.68583°W |
高度 | 2,516公尺[1][2] |
波長 | 320–25000 奈米[3] |
建築 | Under construction |
望遠鏡型式 | 格里式 |
口徑 | 25.448公尺[4] (~80 ft.) |
角解析度 | 0.21–0.3″ at 500 nm[3] |
集光面積 | 368 m²[4] |
焦長 | 18.000 m (M1) 202.745 m (M1+M2)[4] |
架台 | 經緯儀 |
http://www.gmto.org/ | |
維基共享資源 | |
[編輯維基數據] |
巨型麥哲倫望遠鏡(英語:Giant Magellan Telescope,縮寫:GMT)是正在建造中,預計在2025年完工啟用的地基極大望遠鏡[5],它包含7個直徑8.4公尺(27.6英尺)的主鏡[6],將觀察可見光和近紅外線(320–25000 nm[3]),具有24.5公尺(80.4英尺)主鏡的解析能力,和相當於22.0公尺(72.2英尺)口徑的集光區域[7],這大約是368平方公尺(8.365公尺口徑的7倍)[4]。預期這架望遠鏡的解析度將是哈伯太空望遠鏡的10倍,並且在其開光使用時會是世界上最大的光學天台。在2015年12月,已經完成4面鏡子,而且山頂設施的建造工作也已經開始[8][9]。
計畫共使用7面鏡子,但開始運作時只會先使用其中的4面[10][11] 這個價值10億美元的專案由美國主導,與澳大利亞、巴西、以色列、韓國和臺灣合作,智利為地主國。
設置的場地
望遠鏡的安裝地點是拉斯坎帕納斯天文台[12],也是麥哲倫望遠鏡的所在地;位於智利拉塞雷納北北東約115 km(71 mi)和科皮亞波南方 180 km(112 mi),高度為2,516公尺(8,255英尺)[1][2]。這個地點因為在一年中的大部分時間,以其出色的視寧度和晴朗的天氣,已被選為新儀器的設置地點[13]。此外,由於遠離人口聚集的中心和其它有利的地理條件:在亞他加馬沙漠周圍大部分的地區,不僅沒有空氣汙染,而且夜空受到光汙染的影響也很小,使這一地區成為地球上長期天文觀測的最佳地點之一。主要地點的準備工作始於2012年3月23日,將山頂剷平的首次爆破。在2015年11月,於奠基儀式之後,現場開始施工[8][9]。
鏡片
望遠鏡將使用世界上最大的7個反射鏡組合做為主反射鏡,每個反射鏡的直徑都是8.417公尺(27.61英尺)。這種組合將在中心安放一面鏡子,然後其它6面對稱地排列在它的周圍。面臨的挑戰是外圍的6面鏡子雖然彼此相同,但將是離軸的,不會獨立的徑向對稱,因此需要修改通常的拋光和測試程式[14]。
這些鏡子是由亞利桑那大學的斯圖爾德天文台理查 F 卡里斯鏡像實驗室建造的[15]。第一面鏡子於2005年11月3日在旋轉爐中鑄造完成,但在6年半之後,第二面鏡子在2012年1月14日鑄造時,還在進行研磨和拋光[16][17]。 第三面鏡子在2013年8月鑄造[10][18],第四面鏡子在2015年9月鑄造[19]。
每一面鏡子的鑄造需要使用20噸從日本大原公司進口的的E6硼矽酸鹽玻璃,並且耗費12-13星期的時間[20]。 鑄造完成後,它們還需要大約6個月的時間來冷卻[10]。
第一面鏡子的拋光工作在2012年11月完成[21]。 由於這是一個離軸的元件,因此必須開發各種新的光學測試和實驗室的基礎設施來拋光鏡面。
由於每1-2年就需要重新蒸鍍鏡面,而每個鏡子都需要花1-2星期來蒸鍍,所以企圖鑄造7個相同的離軸鏡子,以便有一個備用的鏡子可以替換[22]。 雖然完整的望遠鏡有7面鏡子,但計畫在開始運作時只使用4面鏡子[10]。
主鏡陣列整體的焦比(焦距除以直徑)是f/0.71,但每個鏡子只是整體直徑的三分之一,因此單一鏡子的焦比是f/2.14[18]。 完整的望遠鏡系統是格里望遠鏡,整體的焦比是f/8。像現代所有的大型望遠鏡一樣,它也將配置調適光學[23]。
由於有非常大的口徑和調適光學,科學家們期望有非常高品質的影像。影像的解析度應該能超越哈伯太空望遠鏡 [5]。
比較
巨型麥哲倫望遠鏡是一種新型的望遠鏡,各項設計都比以前的望遠鏡大得多,歸類為超大望遠鏡[24]。計畫中的其它超大望遠鏡包括歐洲極大望遠鏡和30公尺望遠鏡 [25]。
名稱 | 口徑 直徑(m) |
集光 面積(m²) |
開光 |
---|---|---|---|
歐洲極大望遠鏡(ELT) | 39.3 | 978 | 2025 |
30公尺望遠鏡(TMT) | 30 | 655 | 2027[26] |
巨型麥哲倫望遠鏡(GMT) | 24.5 | 368 | 2024[27] |
南非大望遠鏡(SALT) | 11.1 × 9.8 | 79 | 2005 |
凱克望遠鏡 | 10.0 | 76 | 1990, 1996 |
加那利大型望遠鏡(GTC) | 10.4 | 74 | 2007 |
甚大望遠鏡(VLT) | 8.2 | 1998-2000 | |
Notes: future dates for first-light are provisional and are likely to change. |
組織
這個專案由美國主導,與澳大利亞、巴西、以色列、韓國和臺灣合作,智利為地主國[8]。下列組織是研製望遠鏡的聯合會成員[28]:
- 中央研究院天文及天文物理研究所
- 亞利桑那大學(天文系和斯圖爾德天文台)
- 亞利桑那州立大學(地球和與太空探索學院,SESE)
- 澳大利亞天文學有限公司
- 澳大利亞國立大學(天文學和天體物理學研究學院)
- 卡內基天文台
- 聖保羅大學(聖保羅研究基金會 – FAPESP)
- 哈佛大學(史密松天體物理台參與)
- 韓國天文學和空間科學研究所
- 史密森學會(史密松天體物理台參與)
- 德州農工大學
- 德克薩斯大學奧斯汀分校(德克薩斯大學奧斯汀分校天文系)
- 芝加哥大學(芝加哥大學天文和天體物理學系)
- 魏茲曼科學研究學院
位於帕薩迪納的卡內基天文台辦公室在其停車場繪製了 GMT 主鏡陣列的輪廓。在衛星影像中很容易看到它:34.15591N,118.13345W(巨型麥哲倫望遠鏡輪廓圖)。在2018年1月,科進集團獲得管理巨型麥哲倫望遠鏡建設的合約[29]。
鏡片狀態
總共有8片主鏡:一片中央主鏡片,6片離軸鏡片[30],和一片備用的離軸鏡片[31],當鏡片被清洗和重新蒸鍍時,這些鏡片將會輪流來使用。這些反射鏡是使用下面有蜂窩結構的硼矽酸鹽玻璃製成[30];還為這架望遠鏡設計了調適光學的二次鏡[30]。望遠鏡開始觀測時只會使用4片鏡子:中央和周圍的3個離軸鏡片[11]。
- 鏡片1:2005年10月鑄造[20],2012年8月完成拋光,表面精確度達到19奈米,rms[21]。
- 鏡片2:2012年1月鑄造[20]。
- 鏡片3:2013年8月鑄造[10][20]。
- 鏡片4:2015年9月鑄造[19]。這是中央鏡片[11]。
- 鏡片5:2017年11月鑄造[32]。
- 鏡片6:在初期施工階段。
- 鏡片7:計劃中。
- 鏡片8:尚無計劃。
相關條目
參考資料
- ^ 1.0 1.1 José Terán U.; Daniel H. Neff; Matt Johns. SPIE 6267: Symposium on Astronomical Telescopes and Instrumentation. Orlando, FL: SPIE: 2. 2006-05-29 [2008-03-31]. (原始內容存檔於2015-11-22).
|contribution=
被忽略 (幫助) - ^ 2.0 2.1 Joanna Thomas-Osip, The Seeing and Turbulence Profile at Las Campanas Observatory: GMT Site Testing Progress Report (PDF), Syposium on Seeing, Kona, HI: AAS: 3, 2007-03-20 [2008-03-31], (原始內容存檔於2020-10-13)
- ^ 3.0 3.1 3.2 Giant Magellan Telescope Science Requirements (PDF). GMT Consortium: 11. [2008-03-31]. (原始內容存檔 (PDF)於2018-10-26). 引用錯誤:帶有name屬性「requirements」的
<ref>
標籤用不同內容定義了多次 - ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Chapter 6: Optics (PDF). GMT Conceptual Design Report. GMT Consortium. : 6-3 [2008-04-02]. (原始內容存檔於2012-03-28).
- ^ 5.0 5.1 Amos, Jonathan. Magellan super-scope gets green light for construction. BBC News. 3 June 2015 [2015-06-04]. (原始內容存檔於2020-11-08).
- ^ Giant Magellan Telescope Partner Institutions. GMT Consortium. [2007-04-03]. (原始內容存檔於2007-02-11).
- ^ Maggie McKee. Giant telescope in race to become world's largest. New Scientist. 2007-10-04 [2007-10-07]. (原始內容存檔於2015-05-03).
- ^ 8.0 8.1 8.2 Amos, Jonathan. Giant Magellan Telescope: Super-scope project breaks ground. BBC News. 12 November 2015 [2015-11-15]. (原始內容存檔於2020-11-28).
- ^ 9.0 9.1 The Giant Magellan Telescope Organization Breaks Ground in Chile. [2019-03-19]. (原始內容存檔於2018-08-05).
- ^ 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 Harvard Magazine - Giant Magellan Milestone (2013). [2019-03-19]. (原始內容存檔於2020-10-21).
- ^ 11.0 11.1 11.2 Hutchins, Shana K. Giant Magellan Telescope to Cast Milestone Fourth Mirror. Texas A&M Today. September 18, 2015 [2015-12-17]. (原始內容存檔於2017-10-04).
There is special significance to the fourth mirror. It will be the central unit. Without it, the other mirrors would be much more difficult to bring together to function as a single telescope. Also, our baseline plan starts the operations of the GMT with just these four mirrors, which will all have been cast once this one is complete.
- ^ Giant Magellan telescope site selected. Carnegie Institution. [2007-10-05]. (原始內容存檔於2012-03-23).
- ^ Robinson, Travis. Eye on the sky. The Battalion. 2007-04-03 [2007-04-03]. (原始內容存檔於2007-09-29).
- ^ What is Optical Metrology?, GMTO, [2012-04-08], (原始內容存檔於2012-03-28)
- ^ 存档副本. [2021-09-24]. (原始內容存檔於2021-03-13).
- ^ Ketelsen, Dean, GMT polishing at Mirror Lab open house 14 Jan, 2012, 2012-01-15 [2012-04-08], (原始內容存檔於2016-06-10),
While guests toured the facilities, the Lab staff ran both of our polishing machines on current projects, including this view of final polishing on the first GMT segment.
- ^ Mirror Casting Event for the Giant Magellan Telescope (新聞稿). GMTO. 2012-01-09. (原始內容存檔於2012-04-11).
- ^ 18.0 18.1 Steward Observatory Mirror Lab, Mirror Castings, [2012-04-08], (原始內容存檔於2012-06-23)
- ^ 19.0 19.1 Richard F. Caris Mirror Lab Casts Fourth GMT Segment (新聞稿). GMTO. September 18, 2015 [2019-03-19]. (原始內容存檔於2019-11-30).
- ^ 20.0 20.1 20.2 20.3 Mittan, Kyle. Steward Observatory casts second mirror for Giant Magellan Telescope. 2012-01-16 [2012-05-15]. (原始內容存檔於2018-06-19).
|journal=
被忽略 (幫助) - ^ 21.0 21.1 World’s Most Advanced Mirror for Giant Telescope Completed. Australian National University. 2012-11-09 [2012-01-14]. (原始內容存檔於2013-03-14).
- ^
Telescope Structure (PDF). GMT Conceptual Design Report. February 2006. p. 7-17 § 7.4.5 [2007-10-07]. (原始內容存檔於2012-03-28).
The center segment and cell will not have a spare, thus observations will be interrupted every one or two years for the 1–2 week period required to recoat that mirror.
- ^
Chapter 2: Overview (PDF), GMT Conceptual Design Report, p. 2-4 § 2.5.1, 2006 [2012-03-25], (原始內容存檔於2012-03-28),
GMT is designed from the outset around adaptive optics (AO) with the goal of producing diffraction limited images at 1 μm and longer wavelengths.
- ^ GMT Overview -- Giant Magellan Telescope. [2011-06-15]. (原始內容存檔於2011-06-09).
- ^ About TMT -- Thirty Meter Telescope. [2011-06-15]. (原始內容存檔於2011-08-08).
- ^ TMT Timeline (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), accessed February 11, 2018
- ^ 存档副本. [2019-03-20]. (原始內容存檔於2014-12-10).
- ^ Founders | Giant Magellan Telescope. GMTO Corporation. [2018-02-11]. (原始內容存檔於2021-03-05).
- ^ Giant Magellan Telescope Organization names WSP as Construction Manager. www.gmto.org. January 11, 2018 [2018-01-25]. (原始內容存檔於2019-12-02) (美國英語).
- ^ 30.0 30.1 30.2 Giant Magellan Telescope - Overview (PDF). [2019-03-20]. (原始內容存檔 (PDF)於2017-01-10).
- ^ Martina, H. M.; Burgea, J. H.; Davisa, J. M.; Kimb, D. W.; Kingsleya, J. S.; Lawa, K.; Loeffa, A.; Lutza, R. D.; Merrilla, C.; Strittmattera, P. A.; Tuella, M. T.; Weinbergera, S. N.; Westa, S. C. Navarro, Ramón; Burge, James H. , 編. Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation II. SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation. Proc. SPIE 9912 (Edinburgh). 22 July 2016: 99120V. doi:10.1117/12.2234491. (原始內容存檔 (PDF)於2016-12-20) 使用
|archiveurl=
需要含有|url=
(幫助). 參數|journal=
與模板{{cite conference}}
不匹配(建議改用{{cite journal}}
或|book-title=
) (幫助);|contribution=
被忽略 (幫助); - ^ GMT Casts Fifth Mirror. GMT Newsletter, December 2017. [2019-03-20]. (原始內容存檔於2021-03-06).
外部連結
- 巨型麥哲倫望遠鏡網站首頁(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- Lecture by director Patrick McCarthy on technologies behind GMT (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- Article from the MIT news office (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- New Scientist article on the telescope (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- COSMOS article on the telescope
- Painted outline of the mirrors at the parking lot of the Observatories of the Carnegie Institution (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) in Pasadena
- J. Rosenberg - Seeing Stars (2013) - Harvard Magazine (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- J. Davis - Making mirrors for the Giant Magellan Telescope (2013) - The Planetary Society (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)