Znalezienie miejsca pod teleskop to skomplikowana sprawa
Zespół chińskich naukowców zidentyfikował miejsce na Płaskowyżu Tybetańskim, które mogłoby pomieścić jeden z najpotężniejszych teleskopów na świecie. Wysoko położony płaskowyż był już wcześniej brany pod uwagę jako lokalizacja obserwatorium. Wieloletni proces oceny sugeruje, że miejsce to spełnia wszystkie kluczowe parametry dla światowej klasy obserwatorium, takie jak ciemne niebo, duża wysokość, niska wilgotność powietrza i wiele innych.
Chińscy astronomowie nie mogą się doczekać, aby w ich kraju powstało potężne obserwatorium, „ale najpierw musimy znaleźć miejsce na teleskop" - mówi Licai Deng, astronom z Chińskiej Akademii Nauk i główny autor badania mającego na celu wybór optymalnej lokalizacji. Chociaż Chiny posiadają wiele mniejszych obserwatoriów na terenie całego kraju, Deng twierdzi, że dopiero od niedawna są w stanie finansować projekty dużych teleskopów.
Kiedy Deng i jego zespół rozpoczęli poszukiwania miejsca na obserwatorium, szukali specyficznej kombinacji czynników. W przeciwieństwie do podwórkowych teleskopów, których amatorzy astronomii używają do obserwowania gwiazd i planet w bezchmurną noc, czułe, masywne teleskopy optyczne i podczerwone wymagają specyficznych warunków. Jak mówi Deng, teleskop, który Chiny mają nadzieję zbudować, mógłby mieć aperturę, czyli średnicę soczewki zbierającej światło lub zwierciadła teleskopu, wynoszącą 30 metrów i być największym na świecie, przynajmniej przez krótki czas. „Europejski Ekstremalnie Wielki Teleskop”, który ma być ukończony w 2027 roku, będzie miał zwierciadło główne o średnicy ok. 40 metrów i jest największym teleskopem, jaki kiedykolwiek planowano.
„Optymalna kombinacja wielu cech"
Wybierając lokalizację dla obserwatorium, „szuka się nie jednej indywidualnej cechy, ale najlepszej, optymalnej kombinacji wielu cech" - mówi John O'Meara, główny naukowiec w Obserwatorium W.M. Kecka na Mauna Kea na Hawajach. Obserwatoria muszą być na tyle odległe, aby uniknąć zanieczyszczenia światłem z pobliskich miast, ale wciąż dostępne dla naukowców. Teleskopy powinny być budowane na dużych wysokościach, aby uniknąć rozmycia spowodowanego przez atmosferę, ale nie tak wysoko, aby ludzie nie mogli ich odwiedzać. Zbyt dużo wiatru, pyłu lub pary wodnej może osłabić dokładność teleskopu.
Jako region o największej wysokości nad poziomem morza na Ziemi, Płaskowyż Tybetański od dawna cieszy się zainteresowaniem zarówno chińskich, jak i międzynarodowych astronomów. Aby zawęzić obszar poszukiwań na płaskowyżu, Deng i jego zespół najpierw sprawdzili informacje pogodowe i dane satelitarne, aby znaleźć miejsca z czystym, ciemnym niebem. Byli podekscytowani, gdy zobaczyli, że miasto Lenghu, które do tej pory nie było brane pod uwagę, ma 3500 godzin słonecznych w roku i bardzo niewielkie opady w skali roku. Następnie zidentyfikowali idealną lokalizację obserwatorium na pobliskiej górze Saishiteng, która znajduje się ponad 1500m nad miastem.
W 2018 r. zespół z Chińskiej Akademii Nauk ustawił na górze sprzęt do monitorowania warunków, które mogłyby zakłócić wyraźny widok nieba takich jak kurz, zachmurzenie, turbulencje, para wodna i inne. Po trzech latach zbierania i analizowania danych, zespół zgodził się, że w tym miejscu panują warunki porównywalne z niektórymi z najlepszych obserwatoriów na świecie.
Gary Hill, główny astronom w Obserwatorium McDonald na Uniwersytecie Teksańskim (który nie brał udziału w badaniach), był pod szczególnym wrażeniem ciemności panujących w tym miejscu. „Jeśli ponosisz koszty budowy teleskopu tej skali, chcesz mieć bardzo dobrą czułość na bardzo słabe obiekty" - mówi Hill. „Wiele obserwatoriów, które zaczynały działać pod bardzo ciemnym niebem, coraz częściej ma problemy z powodu wkraczającej w ich sąsiedztwo cywilizacji i zanieczyszczenia światłem, które ona przynosi". Ponieważ góra, o której mowa, znajduje się daleko od dużych miast, obszar ten prawdopodobnie pozostanie ciemny przez jakiś czas. Ogólnie rzecz biorąc, Hill uważa, że „jest to niezwykle obiecujące miejsce".
Ponieważ miejsce to znajduje się tak daleko w głębi lądu, unika ono częściowo - ale nie całkowicie - wilgoci, która komplikuje użycie teleskopów na podczerwień. Para wodna pochłania promieniowanie podczerwone, co jest „prawdziwą zmorą" dla niektórych teleskopów - mówi Scott Paine, astrofizyk z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, który nie był zaangażowany w badania. Podejrzewa on, że przez większą część roku para wodna nie stanowiłaby problemu, ale może być wyzwaniem podczas bardziej wilgotnych miesięcy letnich.
Pierwsze takie obserwatorium na półkuli wschodniej
Ponieważ wszystkie wysokiej jakości obserwatoria astronomiczne znajdują się na półkuli zachodniej, obserwatorium na Płaskowyżu Tybetańskim mogłoby wypełnić pewną lukę. Jeśli astronomowie chcą stale monitorować jakieś wydarzenie, które ma miejsce na przykład w ciągu dnia, muszą współpracować ze sobą w różnych obserwatoriach, tak jak biegacze przekazują sobie pałeczkę. „Powiedzmy, że mamy do czynienia ze szczególnie niezwykłym wydarzeniem, takim jak fuzja dwóch czarnych dziur lub dwóch gwiazd neutronowych, gdzie liczy się każda dawka danych, ponieważ Ziemia się obraca," mówi Patrick McCarthy, dyrektor NOIRLab (Krajowe Laboratorium Badawcze Astronomii Optyczno-Podczerwonej) w USA, który nie był zaangażowany w prace. „W tej chwili mamy po prostu luki w czasie w którym możemy prowadzić obserwacje. Są części Ziemi, gdzie nie ma odpowiednich obserwatoriów. Umieszczając obserwatorium w miejscu o takiej długości geograficznej w środku kontynentalnej Azji, będziemy mogli, jako światowa społeczność astronomiczna, uzyskać dodatkowe pokrycie czasowe, którego teraz nie mamy."
