巨型麥哲倫望遠鏡
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像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]。
巨型麥哲倫望遠鏡 | |
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![]() 藝術家筆下的巨型麥哲倫望遠鏡 | |
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.) |
角解像度 | 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/ | |
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[編輯維基數據] |
計劃共使用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
編輯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:在阿他加馬周圍大部分的地區,不僅沒有空氣污染,而且夜空受到光污染的影響也很小,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
編輯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,但計劃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]。
比較
編輯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]。計劃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
編輯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
編輯總共有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]。
相關條目
編輯參考資料
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|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)
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<ref>
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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.
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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.
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GMT is designed from the outset around adaptive optics (AO) with the goal of producing diffraction limited images at 1 μm and longer wavelengths.
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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
編輯- 巨型麥哲倫望遠鏡網站首頁(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Lecture by director Patrick McCarthy on technologies behind GMT (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Article from the MIT news office (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- New Scientist article on the telescope (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- 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,存於互聯網檔案館) in Pasadena
- J. Rosenberg - Seeing Stars (2013) - Harvard Magazine (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- J. Davis - Making mirrors for the Giant Magellan Telescope (2013) - The Planetary Society (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)