Et skarpt blik ind i det fjerne univers
De blankeste spejle giver de klareste billeder
"Ujævnt" er ikke et ord, du normalt forbinder med det blanke glas i et spejl. Men sammenlignet med spejlene inde i de gigantiske optiske teleskoper, der findes på observatorier, er der masser af fejl i det typiske spejl i hjemmet. For at opnå et perfekt spejl, hvilket er nødvendigt for at få præcis indsigt i fjerne galakser, udjævnes den reflekterende overflade af en ionstråle under vakuum ved hjælp af vakuumpumper fra Busch Group.
Det vigtigste udstyr inde i et observatorium er de kæmpestore, konkave spejle. Takket være en omhyggelig positionering kan de fokusere lyset, der rammer dem langt ude fra rummet, så forskerne kan se langt ud over vores galakses rækkevidde uden nogensinde at forlade jordens overflade. For at give et klart billede skal disse spejle være blanke, med en tolerance på blot nogle få nanometer – hvilket eliminerer ujævnheder så små som en enkelt DNA-tråd. Dette præcisionsniveau er kun muligt under vakuum i en proces, der kaldes ionstråle-figurering.
Spredt lys og reflekterende overflader
Alle materialer reflekterer lyset i nogen grad. Tænk på alle de steder, du har set dit spejlbillede – en bildør, en vandpyt, et poleret gulv. Fælles for dem alle er, at de er blanke. Ru overflader, selv dem med ret høj lysrefleksion, såsom hvid beton, spreder det lys, der rammer dem. Det giver os mulighed for at se selve overfladen, men intet spejlbillede. Selvom forskellen er for lille til, at vores øjne kan se den, så er det en af grundene til, at vores spejle derhjemme ikke egner sig til et præcisionsteleskop. De reflekterer kun omkring 90 % af det lys, der rammer dem: mere end nok til at tjekke dit udseende, før du forlader huset, men ikke nok til nøjagtigt at reflektere det svage lys fra den anden ende af universet. Til dette formål har vi brug for en særlig proces for at sikre den mest blanke overflade, og den højeste reflekteringsevne.
Opretholdelse af fokus
Ionstrålefigurering er den sidste, udjævnende fase i spejldannelsen. Forinden er glasset blevet slebet og poleret ifølge en ekstremt høj standard – en proces, der er så grundig, at den kan tage flere måneder. Det i forvejen meget blanke glas placeres i et vakuumkammer, hvor en vakuumpumpe fjerner den atmosfæriske luft. En ionstråle, en fokuseret strøm af positivt ladede argon ioner, rettes derefter mod spejlets overflade, som strålen bearbejder linje for linje. Denne ionstråle rammer alle molekyler, der stikker ud, og slår dem fysisk ud af position, så fejl på overfladen kan fjernes med en nanometers nøjagtighed. Det er vigtigt, at denne proces foregår under vakuum. I den atmosfæriske luft kan ionerne ramme luftmolekyler, før de når glasset og i stedet afbøjes. Strålen mister energi, og ionerne spredes. Under vakuum forbliver strålen i fokus. Det giver mulighed for præcis formgivning, hvilket er nødvendigt for at skabe det mest blanke spejl – så vi kan registrere lyset fra de fjerne stjerner her på jorden.
Spredt lys og reflekterende overflader
Alle materialer reflekterer lyset i nogen grad. Tænk på alle de steder, du har set dit spejlbillede – en bildør, en vandpyt, et poleret gulv. Fælles for dem alle er, at de er blanke. Ru overflader, selv dem med ret høj lysrefleksion, såsom hvid beton, spreder det lys, der rammer dem. Det giver os mulighed for at se selve overfladen, men intet spejlbillede. Selvom forskellen er for lille til, at vores øjne kan se den, så er det en af grundene til, at vores spejle derhjemme ikke egner sig til et præcisionsteleskop. De reflekterer kun omkring 90 % af det lys, der rammer dem: mere end nok til at tjekke dit udseende, før du forlader huset, men ikke nok til nøjagtigt at reflektere det svage lys fra den anden ende af universet. Til dette formål har vi brug for en særlig proces for at sikre den mest blanke overflade, og den højeste reflekteringsevne.
Opretholdelse af fokus
Ionstrålefigurering er den sidste, udjævnende fase i spejldannelsen. Forinden er glasset blevet slebet og poleret ifølge en ekstremt høj standard – en proces, der er så grundig, at den kan tage flere måneder. Det i forvejen meget blanke glas placeres i et vakuumkammer, hvor en vakuumpumpe fjerner den atmosfæriske luft. En ionstråle, en fokuseret strøm af positivt ladede argon ioner, rettes derefter mod spejlets overflade, som strålen bearbejder linje for linje. Denne ionstråle rammer alle molekyler, der stikker ud, og slår dem fysisk ud af position, så fejl på overfladen kan fjernes med en nanometers nøjagtighed. Det er vigtigt, at denne proces foregår under vakuum. I den atmosfæriske luft kan ionerne ramme luftmolekyler, før de når glasset og i stedet afbøjes. Strålen mister energi, og ionerne spredes. Under vakuum forbliver strålen i fokus. Det giver mulighed for præcis formgivning, hvilket er nødvendigt for at skabe det mest blanke spejl – så vi kan registrere lyset fra de fjerne stjerner her på jorden.
Læs mere – Lys, som øjet ikke kan se
Selv den meget forstørrede visning, som vi får fra et synligt lys-teleskop, viser kun en lille del af billedet foran os. Extremely Large Telescope, verdens største optiske teleskop, der i øjeblikket er under konstruktion i Atacama-ørkenen i Chile, vil kunne opfange 100 millioner gange mere lys, end det menneskelige øje kan opfatte. Men der kommer så meget mere information til os fra rummet, som vores øjne bare ikke er i stand til at se.
Bølgelængden for synligt lys ligger mellem ca. 380 og 750 nanometer. Til sammenligning er et enkelt menneskehår omkring 90.000 nanometer bredt. Radioteleskoper hjælper os med at se det, vi ikke kan se med det blotte øje: svage og fjerne stjerner, sorte huller som ellers ville være usynlige eller emissionerne fra en gasplanet. Alle genstande i universet udsender radiobølger – bølgelængder, der er længere end det synlige spektrum. Ved at undersøge disse kan astronomer få et endnu mere komplet billede af universet omkring os.
Selv den meget forstørrede visning, som vi får fra et synligt lys-teleskop, viser kun en lille del af billedet foran os. Extremely Large Telescope, verdens største optiske teleskop, der i øjeblikket er under konstruktion i Atacama-ørkenen i Chile, vil kunne opfange 100 millioner gange mere lys, end det menneskelige øje kan opfatte. Men der kommer så meget mere information til os fra rummet, som vores øjne bare ikke er i stand til at se.
Bølgelængden for synligt lys ligger mellem ca. 380 og 750 nanometer. Til sammenligning er et enkelt menneskehår omkring 90.000 nanometer bredt. Radioteleskoper hjælper os med at se det, vi ikke kan se med det blotte øje: svage og fjerne stjerner, sorte huller som ellers ville være usynlige eller emissionerne fra en gasplanet. Alle genstande i universet udsender radiobølger – bølgelængder, der er længere end det synlige spektrum. Ved at undersøge disse kan astronomer få et endnu mere komplet billede af universet omkring os.