Ликбез RnD.CNews: самые мощные телескопы на Земле и за ее пределами

В основном, современные телескопы используют большие зеркала, чтобы отражать свет на датчики, и практически все они располагаются на горных вершинах (за исключением космических инструментов).

Обсерватория Кека

Двойные телескопы обсерватории Кека установлены на вершине спящего вулкана на Гавайях. Они были первыми современными телескопами с большими зеркалами. Это стало возможным благодаря внедрению активной оптики, в которой используются меньшие сегменты зеркала (по 36 шестиугольных сегментов) — они независимо выравниваются и настраиваются компьютером вместо того, чтобы задействовать жесткое цельное зеркало того же размера.

Телескопы в обсерватории можно использовать по отдельности или совместно. С момента их дебюта в начале 1990-х телескопы применяли свои 10-метровые зеркала для поиска планет вокруг далеких звезд, исследования глубин черных дыр и изучения эволюции Вселенной.

Космический телескоп Хаббла (HST)

Несмотря на то, что космические телескопы чрезвычайно дороги в строительстве, на качество изображения у них не влияет атмосфера, поэтому они имеют более высокую разрешающую способность, чем наземные телескопы. 

Хаббл — «отец» космических телескопов, «плавающий» в космосе с парой солнечных батарей уже более 30 лет. Его планировали вывести с орбиты еще в 2014 году, но этот срок постоянно переносили — теперь Хаббл собираются затопить в Тихом океане в июне 2026 года.

Несмотря на периодически случающиеся неисправности, среди достижений телескопа — знаменитое «Глубокое поле Хаббла» (изображение глубокого космоса. полученное путем объединения снимков тысяч галактик), — и уточнение возраста Вселенной до 13,7 миллиардов лет. 

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST)

Космический телескоп Джеймса Уэбба совсем недавно начал работу — его запустили в декабре 2021 года. Его зеркала изготовлены из позолоченного бериллия, а сам телескоп сконфигурирован таким образом, чтобы оставаться охлажденным даже под прямыми солнечными лучами, что очень важно для инфракрасных приборов.

В отличие от телескопа Хаббла, который ведет наблюдения в ближнем ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном спектрах, новый космический инструмент работает в более низком диапазоне. Благодаря этому он может наблюдать более далекие объекты, и астрономы возлагают на телескоп Джеймса Уэбба очень много надежд.

Солнечный телескоп Иноуэ (DKIST) 

Эта крупнейшая солнечная обсерватория использует специальную конфигурацию зеркала, которая направляет свет от центральной оси на датчик камеры. 

Это устраняет необходимость в центральной преграде, которая есть у большинства рефлекторов, а также помогает DKIST генерировать более чистое изображение Солнца с более высоким разрешением. В свою очередь, благодаря этому можно детально изучить поверхность звезды и ее ближайшую атмосферу, а также проанализировать влияние магнитных полей на структуру Солнца.

Очень большой телескоп (VLT)

Благодаря VLT астрономы получили первое изображение внесолнечной планеты, а также смогли зарегистрировать самый дальний из известных гамма-всплесков. 

Большой Канарский телескоп (GTC)

Зеркало телескопа с самой большой апертурой в мире расположено высоко на потухшем вулкане Канарских островов. 10,4-метровое зеркало состоит из 36 шестиугольных сегментов, каждый из которых можно независимо перемещать для оптимального позиционирования с учетом его угла и атмосферных условий.

С его помощью астрономы обнаружили самую далекую из известных черных дыр от Земли, в галактике, испускающей редкие гамма-лучи. GTC также сделал снимки самой далекой из когда-либо сфотографированных галактик, удаленной от нас на 500 миллионов световых лет.

Большой бинокулярный телескоп (LBT)

У телескопа редкая конфигурация: два первичных параболических зеркала, установленные на одном и том же креплении, движутся в унисон. Два вторичных по 911 мм в диаметре имеют на обратной стороне магниты, корректирующие форму зеркал с высокой частотой — благодаря этому нейтрализуется влияние атмосферы. 

Адаптивная оптическая система способна генерировать изображения более четкие, чем у космического телескопа Хаббл.

Космическая рентгеновская обсерватория «Чандра» 

Технология в «Чандре» отличается от того, что используется в оптических, инфракрасных и ультрафиолетовых телескопах: зеркала почти цилиндрические, а не дискообразные. 

С момента запуска встроенные зеркала телескопа обнаружили взорвавшиеся останки мертвых звезд и черные дыры во Вселенной. Недавно телескоп «Чандра» нашел в галактике М51 объект, который может быть первой экзопланетой за пределами нашей галактики.

Атакамская большая решетка миллиметрового диапазона (ALMA)

ALMA является крупнейшим в мире радиотелескопом с самым высоким разрешением. Он состоит из 66 отдельных радиоантенн — огромных изогнутых тарелок, разбросанных по высокогорному плато в Чили. Тарелки могут быть настроены на различные расстояния с максимальным диаметром всего массива около 16 км. 

Телескоп создавался для изучения процессов, которые происходили после Большого Взрыва. С момента ввода в эксплуатацию в 2011 году ALMA уже исследовал кометное вещество, формирование внесолнечных планет и состав атмосферы Венеры.

MAGIC

Это так называемые черенковские телескопы — устройства, предназначенные для изучения высокоэнергетического гамма-излучения (черенковского излучения) из нашей галактики и других галактик во Вселенной. Но гамма-лучи сложно обнаружить, поскольку обычные зеркала не могут их определить, а их длина волны достаточно мала, чтобы пройти через большинство детекторов. 

Телескопы MAGIC, принадлежащие обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, используют сегментированные зеркала диаметром 17 метров, спроектированные для обнаружения лучей путем поиска вспышек света, испускаемых, когда они входят в нашу атмосферу. 

Телескопы изучают сверхновые звезды, галактические центры и темную материю и управляются группой из 24 астрономических организаций по всему миру.

Обсерватория Джемини

Два телескопа расположены в Чили и на Гавайях и составляют единую систему обсерваторий, предназначенную для наблюдения за небом с Северного и Южного полушарий. Это одни из самых совершенных оптических инфракрасных телескопов. 

Они способны оценивать атмосферную турбулентность и корректировать изображение с помощью быстродействующей адаптивной оптики. Серебряное покрытие зеркал позволяет значительно улучшить наблюдения в инфракрасном диапазоне. Также оба телескопа могут управляться удаленно.