Europeiskt jätteteleskop tar form

Den 7 juli lade europeiska astronomer fram den vetenskapliga motiveringen för att gå vidare med planerna på ett europeiskt jätteteleskop. Projektet går under namnet ELT, eller Extremely Large Telescope.

Först med idén om ett europeiskt jätteteleskop var faktiskt astronomer i Lund, bland dessa Arne Ardeberg.

– Det var ungefär 1990 som vi lade fram våra första planer på ett ELT. Då siktade vi på ett 20-metersteleskop, som snart blev ett 25-meters. Vi ansågs lite lustiga då, säger han och småler. Vi fick komma på rätt många astronomiska sammankomster, och tala innan kaffet eller nåt sånt. Men nu är ELT full fashion.

Två huvudkandidater

Ända sedan dessa första steg för 15 år sedan så har lundaastronomerna varit synnerligen inblandade i projektet. Ett av de två huvudförslagen till ELT kommer också från Lund, som också leder det projektet, där även ett flertal andra institutioner deltar.

Detta förslag går under benämningen Euro50. Det andra kallas OWL, Overwhelmingly Large telescope, en beteckning inte utan självironi, och som anspelar på de allt mer extrema adjektiv som används för att beskriva dylika projekt.

– OWL har en spegel på 60–100 meter, beroende på vem du frågar, säger Arne Ardeberg. Spegeln på Euro50 är som namnet antyder 50 meter. Det betyder att ytan på teleskopen är mellan 25 och 100 gånger så stor som dagens största.

Rent tekniskt är det en rätt stor skillnad på de två alternativen. OWL har en sfärisk huvudspegel – spegelytan är krökt på samma sätt som en del av en sfär. Euro50 däremot har en asfärisk spegel. Det kan tyckas som en försumbar skillnad, men det får en del konsekvenser.

– Bland annat så har OWL sex speglande ytor innan ljuset når fokus, medan vårt Euro50 har två, säger Arne Ardeberg.
Alla speglande ytor bidrar givetvis till en försämring av bilden, även om det givetvis är en bedömningsfråga hur stor roll det spelar.

– Det största skälet till att använda en sfärisk spegel är att det blir billigare, eftersom man kan göra alla segment likadana. Eller åtminstone var det så. Nu har spegelpolerings- och spegelslipningstekniken gått framåt så mycket att det inte alls är en lika dramatisk skillnad. En sfärisk huvudspegel ger också längre brännvidd, vilket gör att man får ett större och längre teleskop.

Arne Ardeberg är dock noga med att påpeka att det snarare råder vänskaplig tävlan än någon arg konkurrens mellan de två alternativen.

Se planeter med liv

En av de uppgifter jätteteleskopet kommer att få när det står färdigt är att spana efter planeter runt andra stjärnor, så kallade extrasolära planeter. I synnerhet ska det spana efter jordliknande planeter runt solliknande stjärnor och som ligger på lagom avstånd från sin sol. Man ska till och med kunna analysera atmosfärens innehåll på dessa planeter för att spana efter markörer som kan tyda på att det finns liv där.

Man hoppas också kunna se ljus från de allra första stjärnorna. När astronomerna tittar längre ut i universum så ser de också bakåt i tiden. Ljuset från stjärnor på tio miljarder ljusårs avstånd skickades ut för just tio miljarder år sedan, och det är ungefär så långt man måste se för att se de första stjärnorna. Nu kommer inte ens ELT att vara kraftfullt nog att se vanliga stjärnor så långt bort och så långt tillbaka, men man hoppas kunna se supernovor från den tiden. Eftersom alla riktigt stora och tunga stjärnor exploderar som supernovor så får de en uppfattning om hur många sådana det bildades under universums olika barndomsstadier.

Man kommer också att kunna använda dessa avlägsna supernovor för att mäta avstånd mycket exaktare. Detta i sin tur kommer att ge astronomerna en betydligt bättre chans att bena ut vad den "mörka energi" som verkar genomsyra universum och utgöra större delen av dess massa är.

Aktiv optik

I hela 45 år var det amerikanska femmetersteleskopet på Mount Palomar världens största. Det berodde helt enkelt på att det inte går att konstruera vanliga speglar som är så mycket större. De deformeras under sin egen tyngd. För att komma runt det har de senare jätteteleskopen elektroniskt styrda speglar, med små motorer som hela tiden justerar speglarnas krökning för att motverka tendenser till deformation. Så är det med Keck, och så är det med åttametersspeglarna i det europeiska sydobservatoriets VLT (Very Large Telescope).

Detta är en teknik man kommer att använda i ELT också. Man kommer också sannolikt att konstruera spegeln i segment, som kontrolleras var för sig.

Fördelen med stora teleskop är två. Dels samlar de in mer ljus, så det går att se svagare objekt. Dels så ökar upplösningen med avståndet från teleskopets ena kant till den andra.

– Den enskilt största vinsten med ett sådant jätteteleskop är den upplösande förmågan. Den behövs för att man ska kunna se extrasolära planetsystem till exempel. Men samtidigt är det givetvis så att för att kunna utnyttja den där upplösande förmågan måste man även samla in mycket ljus, och därför ha en stor spegel

Hög upplösning kan man också få genom att koppla samman flera teleskop enligt interferometerprincipen. Två enmetersteleskop som står tio meter ifrån varandra kan i princip få samma upplösningsförmåga som ett tiometersteleskop.

– Men interferometrar har sina begränsningar, menar Arne Ardeberg. Bland annat kan man bara observera relativt ljusstarka objekt, eftersom spegelytan är liten i förhållande till upplösningen.

Kan stå färdigt 2015

Arne och hans lundakollegor har också skrivit en hel del av den vetenskapliga motivering som publicerades i juli.

– Ett av syftena med rapporten är att den ska fungera som en motivering för att starta projektet. Men det behövs egentligen inte längre, eftersom vi redan börjat få pengar. Men rapporten är också ett sätt att samspela med tekniken, så att vi får vad vi behöver och inte något annnat.

Den vetenskaplig studien kommer nu att övergå i en designstudie under EU:s sjätte ramprogram. De inblandade räknar med att designstudien ska överlämnas till potentiella finansiärer 2008. Sedan hoppas man att byggandet kan starta tidigt nästa decennium. Om allt går bra ska sedan teleskopet kunna tas i bruk 2015.