Augstu Himalajos darbu sāk neparasts šķidra spoguļa teleskops

Observatorija atrodas gandrīz 2,5 kilometru augstumā, un astronomiem, lai līdz tai nonāktu, jāmēro stundām ilgs ceļš. Teleskopi ar šķidra materiāla spoguļiem ir būvēti arī iepriekš, taču šis ir prāvākais tāda tipa aparāts, kurš paredzēts tikai astronomiskiem novērojumiem. Ideja par iekārtu, kas nu zināma ar nosaukumu ILMT jeb International Liquid Mirror Telescope (Starptautiskais šķidrā spoguļa teleskops), izskanēja jau 90. gados. Līdz īstenošanai bija jāgaida ilgi. Svarīgākā detaļa – ietvars, kurā atrodas šķidrais materiāls, šajā gadījumā dzīvsudrabs, – nonāca Indijā vien 2012. gadā. Pēc tam bija problēmas ar dzīvsudraba sagādāšanu, un te savu lomu nospēlēja arī Covid-19 pandēmija, kas pamatīgi ietekmēja preču piegādi un loģistiku visā pasaulē. Ievilkās arī observatorijas ēkas būvniecība, bet nu projekts veiksmīgi noslēdzies un pirmie novērojumi veikti.

Kā tad strādā šķidrā spoguļa teleskopi? Cieta materiāla spoguļa vietā te burtiski tādā kā bļodā atrodas 50 litri dzīvsudraba – metāla, kas istabas temperatūrā ir šķidrs. Dzīvsudraba slānis atrodas virs ļoti plāna saspiesta gaisa slāņa (apmēram 10 mikronus plāna; cilvēka mats ir ap 70–100 mikronus diametrā). Gaisa slānis faktiski pilda gultņu lomu. Visa ietaise rotē ar noteiktu ātrumu, četru metru diametra spogulim veicot pilnu apgriezienu reizi astoņās sekundēs. Tas nepieciešams, lai gravitācijas un centrbēdzes spēka ietekmē dzīvusdrabs pieņemtu ieliektu, parabolisku formu – gluži kā kontaktlēcas.

Kā jau visām nišas ietaisēm, arī šim teleskopam ir gan plusi, gan ierobežojumi. Mīnuss ir tāds, ka šis teleskops var raudzīties tikai taisni gaisā. Ņemot vērā, ka spogulis ir no šķidra materiāla, to nevar grozīt, tāpēc tas fiksēti redz tikai nelielu laukumu naksnīgajās debesīs – apmēram tik lielu, cik liels no Zemes izskatās pilnmēness. Zemei rotējot, protams, mainās arī "ainava" teleskopa redzeslaukā.

Pie priekšrocībām pieskaitāms tas, ka ietaise ir daudz lētāka nekā teleskopi, kuru galvenie spoguļi ir no slīpēta stikla. Salīdzinājumam – šis teleskops izmaksāja apmēram divus miljonus, bet turpat blakus esošais optiskais teleskops ar 3,6 metru diametra spoguli, kuru būvēja tā pati kompānija, izmaksāja 18 miljonus.

Tā kā teleskops nav kustināms un nevar kompensēt Zemes rotācijas radītos efektus, tad ilgāku ekspozīciju uzņēmumi būs "izsmērēti" – gluži kā zvaigžņu gaismas atstātās švīkas krāšņajās astrofotogrāfijās. Taču teleskopa uztveršanas laukā katru diennakti nonāks faktiski viens un tas pats debesu loks, tāpēc ar speciāliem algoritmiem šie izplūdušie kadri tiks "savākti" kopā, tiekot pie asa attēla.

Tas ļaus arī vērot noteikta debesu apgabala izmaiņas ļoti ilgā laika griezumā. Kustināmo spoguļu teleskopi parasti tik ilgi neveras vienā noteiktā apgabalā, un tādējādi ILMT savā ierobežotajā novērošanas sektorā spēs uztvert ļoti blāvus objektus. Šī teleskopa dizains paredz, ka tam būs konkrēta, šaura niša, kā izdevumam "Science" apstiprina ILMT komandas astronoms Pols Hiksons no Britu Kolumbijas Universitātes Vankūverā, Kanādā.

Ar šo teleskopu plānots pētīt arī, piemēram, tā sauktās gravitācijas lēcas. Gravitācijas lēcu efekts astronomiem ir labi zināms. Ja raugās uz kādu tālu zvaigzni cauri konkrētiem Visuma reģioniem, tad, vienkāršoti runājot, šo zvaigzni var redzēt divreiz vai reizēm izstarotā gaisma tiek būtiski pastiprināta. No zvaigznes nākošā gaisma iet cauri kaut kam smagam, kam piemīt gravitācija un ko mēs neredzam. "Gaisma liecas šai lietai pāri, jo gravitācija, kā zinām, rada izliekumu kosmosa laiktelpā. Šis izliekums rada efektu, ka vienu un to pašu zvaigzni redzam divreiz," "Campus" skaidroja Latvijas zinātnieku grupas vadītājs CERN Kārlis Dreimanis. Šo efektu tad arī dēvē par gravitācijas lēcu ("gravitational lensing"), un bieži vien tas palīdzējis astronomiem veikt fantastiskus atklājumus. Piemēram, vēl nesen ar Habla teleskopu gaismu no tālākās jebkad novērotās zvaigznes nebūtu iespējams uztvert bez gravitācijas lēcas radītā pastiprinājuma. Šādu efektu var iegūt arī, izmantojot Saules gravitāciju, turklāt tas neprasītu nekādus fundamentāli atšķirīgus un jauna tipa teleskopus. ILMT komanda uzskata, ka šī teleskopa ceļā varētu būt apmēram 50 šādu gravitācijas lēcu.

Kas zīmīgi – ja ILMT izrādīsies veiksmīgs projekts, plānots būvēt jau lielākus šķidro spoguļu teleskopus ne tikai uz Zemes, bet arī uz Mēness. Tiesa, tur gan netiktu izmantots dzīvsudrabs, kas tādos apstākļos naktī sasaltu, bet dienā iztvaikotu. Taču ir savienojumi, kas būtu piemēroti šādam pielietojumam uz Mēness. Kosmiskajiem lidojumiem kļūstot lētākiem un cilvēkiem plānojot atgriezties uz Zemes pavadoņa tuvākajā desmitgadē, šāds projekts sāk šķist arvien reālāks. Līdzīgi kā kosmiskajiem teleskopiem, kas riņķo orbītā ap Zemi, arī uz Mēness izvietota šķidrā spoguļa teleskopa pluss būtu tāds, ka novērojumiem netraucētu Zemes atmosfēras virmošana, ļaujot iegūt daudz detalizētākus attēlus.