Kosmiczny wzrok

Szybko rodzi się ciekawość, jak te odległe cudeńka widać przez mocniejszy teleskop.

Pierwszy raz gwiazdy przez teleskop oglądał 400 lat temu Galileusz. Gdy próbował nakreślić mapę nieba, szybko się poddał, „przytłoczony ogromną liczbą gwiazd”, chociaż ograniczył się tylko do gwiazdozbioru Oriona. Dostrzegł góry na Księżycu, co podważyło przyjmowany wówczas pogląd, jakoby ciała niebieskie były zbudowane z nieziemskiego eteru. Prześledził ruch czterech jasnych księżyców krążących wokół Jowisza jak planety w miniaturowym Układzie Słonecznym – krytycy heliocentrycznego systemu kopernikańskiego uważali, że jest to fizycznie niemożliwe. Na podstawie obserwacji stwierdził też, że Ziemia nie jest dominującym elementem Wszechświata.

Wkrótce on i inni uczeni przystąpili do udoskonalania urządzeń przybliżających kosmos. Nie potrafiono jeszcze wytwarzać soczewek o dużych średnicach – jedynym sposobem na zwiększenie mocy i poprawę jakości obrazu było budowanie teleskopów jak najdłuższych. Tubus przyrządu złożonego w Gdańsku przez Jana Heweliusza miał 46 m długości. Wisiał na linach na słupie i kołysał się przy każdym podmuchu wiatru. Aby tego uniknąć, w Holandii bracia Huygensowie skonstruowali teleskop pozbawiony tubusu: soczewkę obiektywu zamocowali na platformie, a 60 m dalej ulokowali soczewkę okularu, przy której stawał obserwator. Niestety, takie instrumenty dawały niewyraźne obrazy planet i gwiazd, podsycając tylko pragnienie, by zobaczyć więcej.

Oczekiwania te spełnił teleskop zwierciadlany skonstruowany po raz pierwszy przez Isaaca Newtona. Do skupienia światła gwiazd w jednym punkcie wystarczyło tylko jedno precyzyjnie wyszlifowane zwierciadło. Metalowe zwierciadła szybko stały się popularne; William Herschel odlewał je w swym ogrodzie i w piwnicy – gdy pękła forma, musiał uciekać przed strumieniem płynnego metalu. Ryzyko i wysiłek opłaciły się jednak, bo za pomocą swego teleskopu odkrył Urana.

Największe współczesne teleskopy mają zwierciadła o średnicy do 10 m. Są wysokie jak biurowce i zautomatyzowane: przed zmierzchem same czyszczą z pyłu swoje elementy optyczne, otwierają kopułę, prowadzą obserwacje, a w razie niesprzyjającej pogody przerywają pracę. Jednak ludzie, jak to ludzie, stale się w ten proces włączają. Choćby po to, by mieć pewność, że wszystko pójdzie, jak trzeba. Zmarnowanie jednej nocy obserwacji oznacza stratę 100 tys. dolarów kosztów eksploatacyjnych.

Trzy największe współczesne teleskopy – Gemini North, Subaru i teleskop Kecka – położone są blisko siebie na szczycie wygasłego wulkanu Mauna Kea na Hawajach. Umiejscowienie ich na wysokości 4 205 m n.p.m. ma sporo zalet: poniżej znajduje się 40 proc. ziemskiej atmosfery i większość zawartej w niej pary wodnej (która blokuje interesujące naukowców promieniowanie podczerwone gwiazd). Ale zdobywanie tych danych ma swoją cenę. W rozrzedzonym powietrzu astronomom i inżynierom trudniej się oddycha i myśli. Wielu ma pod nosem plastikowe rurki dostarczające tlen. – Na tej wysokości improwizacja prowadzi do nieszczęścia – mówi Scott Fisher, astronom zatrudniony przy Gemini. – Tutaj pracujemy jak wytresowane małpy. Prawdziwe myślenie odbywa się na poziomie morza.

Wszystkie trzy wielkie obserwatoria na Mauna Kea są na podobnym poziomie technicznego zaawansowania i równie drogie, lecz każde jest inne. Teleskop Gemini ze zwierciadłem średnicy 8,1 m jest umieszczony w srebrzystej kopule otoczonej pierścieniem zasłon. O zmierzchu zasłony otwierają się, tworząc ogromne okno mające trzy piętra wysokości i rozciągające się na trzy czwarte obwodu obserwatorium. Cztery główne cyfrowe czujniki Gemini (kamery i spektrometry) są wielkie jak samochody i kosztują po ok. 5 mln dolarów. Zamocowano je na obrotowej platformie dokoła ogniska teleskopu i w razie potrzeby mogą zostać użyte w ciągu kilku minut. Teleskopem sterują komputery, porządkując zamówione obserwacje, żeby jak najlepiej wykorzystać każdą minutę.

Oprzyrządowanie teleskopu Subaru jest rozmieszczone we wnękach jak butle szampana w niebiańskiej piwniczce z winem. (To porównanie nie jest całkiem od rzeczy; jeden z wybitnych japońskich astronomów na początku każdej sesji obserwacyjnej na zewnątrz kopuły zabiega o przychylność bogów, rozlewając na cztery strony świata szlachetną sake). Subaru jest jednym z niewielu potężnych teleskopów, przez które ktoś bezpośrednio patrzył na niebo. Okular zamontowano na nim specjalnie dla japońskiej księżniczki Sayako, by mogła zobaczyć kosmos podczas inauguracji przyrządu w 1999 r. Ciekawska załoga Subaru spoglądała przez niego jeszcze przez kilka dni.