Teleskop, våra ögon mot rymden hero

Teleskop, våra ögon mot rymden

Inför uppsändningen av det stora James Webb-teleskopet passar vi på att berätta lite mer om teleskop. Vilka stora teleskop finns idag, vad är deras styrkor och begränsningar och vilka andra teleskop planeras framöver?
Gran Telescopio Canarais
Instituto de Astrofísica de Canarias
Idag är Gran Telescopio Canarais på Kanarieöarna världens enskilt största optiska teleskop med en segmenterad huvudspegel som mäter 10,4 meter i diameter.
Publicerad
2021-11-26
Dela artikel:

Den 22 december ska världens mest avancerade teleskop hittills ta språnget från jordytan ut mot rymden och sin hållplats på andra sidan månen. Där ska James Webb-teleskopet se på universum med helt nya ögon och fånga in det infraröda ljuset från universums födelse.

Webb är stort med en huvudspegel som mäter 6,6 meter i diameter har den en total yta för ljusuppsamling av ungefär 25 kvadratmeter. Det är mer än dubbelt så mycket som Hubble-teleskopets spegel. Trots detta är det långt ifrån det största teleskopet som hittills byggts och blickar man framåt mot de teleskop som planeras det närmaste årtiondet blir det nästan lite fjuttigt i jämförelse.

Speglar

Innan vi presenterar några exempel på befintliga och kommande jätteteleskop måste ett par detaljer om speglar förklaras. I princip är det så att ju större spegel ett optiskt teleskop har desto mer ljus kan den samla in, vilket i slutänden gör att man kan se mer i detalj. Det gör att teleskopbyggare hela tiden strävar efter större och större speglar. I teorin finns inga begränsningar, det är bara praktiska förutsättningar som ställer till det. Vissa satsar på en enda jättespegel medan andra skapar stora ytor med hjälp av flera mindre fasetter i ett rutnät. Men spegeln är inte allt, vad man kan se beror även mycket på vilka instrument som tar själva bilden. Vilken typ av ljus censorn ser och vilken storlek den har är avgörande för att få till ett bra resultat. Vilken digitalkamera som fungerar som öga helt enkelt.

Det skiljer sig även ganska mycket mellan teleskop på marken och de som befinner sig i rymden. Framförallt slipper teleskop i rymden bråka med jordens atmosfär. När ljus passerar atmosfären reagerar det med gaserna där och studsar då runt innan det når ner till jordytan. Dessa störningar blir för teleskopen på marken, hur stora de än är, som att se genom vatten. Detta var länge ett oöverkomligt problem som man nu med hjälp av den tekniska utvecklingen på många sätt lyckats kompensera bort. En spegel är idag inte bara en spegel, det är en levande yta som kan justeras i realtid. Med hjälp av referenspunkter utanför atmosfären kan datorer i teleskopet ändra spegeln och kompensera bort störningarna och i praktiken sudda ut atmosfären innan de producerar de färdiga bilderna. Som när du sätter på dig ett cyklop för att se klart under vatten. I de bästa fallen kan datorn optimera spegeln tusen gånger i sekunden.

Världens idag största optiska teleskop

Large Binocular Telescope
NASA/JPL-Caltech

Large Binocular Telescope, kanske jordens just nu vakraste teleskop.

Idag är Gran Telescopio Canarais på Kanarieöarna världens enskilt största optiska teleskop med en segmenterad huvudspegel (flera mindre delar som tillsammans skapar en yta) som mäter 10,4 meter i diameter. Teleskopet befinner sig på 2267 meters höjd på ön La Palma. Teleskop placeras i regel högt ovanför havsnivån på platser med så lite ljusföroreningar som möjligt. Det gör att det finns mindre atmosfär att titta genom och att det är väldigt mörkt.

South African Large Telescope är södra halvklotets största teleskop. Dess spegel är 9,8 meter i diameter och det ligger i Norra Kapprovinsen i Sydafrika. Platsen ska vara en av de mörkaste platserna på jorden och teleskopet ska vara så känsligt att det kan se ett levande ljus på månen. Det är ingen som testat just det men teleskopet var med och fann den första vita dvärgpulsaren år 2016, ett extremt ljussvag stjärntyp lika stor som jorden men med en massa 200 000 gånger större som aldrig innan hade skådats.

I USA finns flera teleskop i samma klass. Det stora Hobby-Eberly teleskopet i Texas med en spegel likt den på Kanarieöarna, W. M. Keck observatoriet på Hawaii, ett tvillingteleskop med två speglar på 10 meter i diameter som arbetar tillsammans och ett av de (enligt oss) vackrare teleskopen på jorden: Large Binocular Telescope (LBT) i sydöstra Arizona. LBT är för närvarande ett av världens mest avancerade optiska teleskop och det har världens största icke segmenterade huvudspegel i ett optiskt teleskop, 8,4 meter i diameter. Eftersom LBT har två lika stora speglar fungerar den som en kikare med en sammanlagd ljusinsamlingsförmåga som ett 11,8 meters spegelteleskop med en upplösning som motsvarar ett 22,8 meters spegelteleskop. Detta gör att teleskopet kan se otroligt ljussvaga objekt i stor upplösning. Ett av huvuduppdragen är att leta efter exoplaneter och ett annat är att testa teknik för kommande stora teleskop.

Kommande giganter

Extremely large telescope
ESO

Illustration av det kommande Extremely Large Telescope med sina guidelasrar igång.

Det byggs flera enorma teleskop som alla förhoppningsvis kommer öppna sina ögon under det närmaste decenniet. Lite olika i sin konstruktion och uppdrag men alla lika banbrytande.

Det största teleskopet som just nu byggs på en höjd av 3046 meter över havet i Chiles Atacamaöknen har fått det passande namnet Extremely Large Telescope, eller ELT. Huvudspegeln är konstruerad av 798 spegelsegment som tillsammans skapar en huvudspegel med diametern 39 meter. Det ger en uppsamlingsyta av 978 kvadratmeter och som en jämförelse kommer ELT att samla in hundra miljoner gånger mer ljus än det mänskliga ögat. Planen är att ELT ska ta sin första titt ut i universum år 2027 och där ska den dels leta efter exoplaneter (planeter runt andra stjärnor än solen) dels studera universums mörka energi och materia.

Läs mer om planerade rymdteleskop här och en lista på aktiva rymdteleskop här

Ett annat jätteteleskop som byggs nu är Giant Magellan Telescope (GMT). Det har samma vetenskapliga uppdrag som ELT men en annorlunda konstruktion. GMT ska sammanlagt ha sju av världens största speglar. Varje enskild spegel är 8,4 meter i diameter, tar 4 år att bygga och väger 18 ton. De sju speglarna ska placeras som en blomma och tillsammans skapa en gemensam diameter på 24,5 meter. GLT ligger också i Atacamaöknen men lite längre ner, 2514 meter över havet. Dess unika design kommer att producera högsta möjliga upplösning av universum i ett väldigt brett synfält. Teleskopet planeras att öppnas 2028 men redan 2026 hoppas man kunna testa teleskopet med fyra av de sju speglarna på plats.

En utstickare bland de kommande teleskopen, när det gäller storlek men absolut inte teknisk finess, är Vera C. Rubin observatoriet, också det placerat på ett berg i Chile. Rubin observatoriet har bara en spegel som mäter 8,4 meter i diameter men det unika är dess snabbhet. Enligt planen ska det bara ta 15 sekunder att leverera skarpa bilder som täcker 9,6 kvadratgrader av himlen, det motsvarar arean av mer än 40 fullmånar, och nästan 5 000 gånger så brett synfält som för Hubbles Wide Field Camera 3.

Rubin observatoriet ska ta över 800 bilder varje natt över hela den observerbara himlen i 6 olika färgfilter. Dess 3,2-gigapixelkamera, den största digitalkameran i världen, mäter 1,5 gånger 3 meter och väger nästan 3 ton. Med den kommer Rubin observatoriet att ta två på varandra följande 15-sekundersbilder av varje fläck på himlen och sedan snabbt jämföra dem för att kunna ta bort eventuella störningar. Med detta teleskop kommer astronomer få en helt ny bild av natthimlen och förhoppningsvis kunna snappa upp de minsta förändringarna som sker där ute i universum. Om allt går vägen kommer teleskopet vara färdigt i oktober 2022.

Läs även om världens största radioteleskop FAST

Rymdbloggen