天文迷都知道,光是研究宇宙的重要工具,为了看更远、更清晰,天文学家不断制造口径更大的天文望远镜。最近,一个厉害的家伙即将诞生 —— 巨麦哲伦望远镜(GMT),它的镜面是由恒星的“遗骸”制成,而且这些“遗骸”本身就蕴含着宇宙的奥秘!
望远镜的镜面需要由什么材料制成呢?答案是硼硅酸盐玻璃,这种玻璃的原料之一 —— 硅元素,竟然来自爆炸的恒星!大质量恒星在生命的尽头会发生超新星爆炸,释放出巨大能量,并在此过程中产生出各种新的元素,硅就是其中之一。这些新元素被抛散到宇宙空间,并最终聚集在致密的星云中,形成新的恒星系统。
在新的恒星系统里,富含硅的尘埃和气体聚集,经过数百万年的演化,它们会形成岩石行星。这些岩石行星的地壳中就富含着硅元素,比如我们地球上沙滩的石英砂就是很好的例子。
天文学家正是从这些富含硅的材料中提取原料,经过复杂的加工程序,最终制成用于望远镜镜面的硼硅酸盐玻璃。GMT望远镜将会有足足 7 块这样的主镜面,每一块口径达到8.4米,都将是世界上最大的天文望远镜镜面之一。
制造这些镜面可不是件容易的事儿,天文学家需要使用一种特制的旋转炉,将 20 吨的超纯净硼硅酸盐玻璃原料加热融化到 1165 摄氏度以上。然后,在缓慢旋转的状态下让玻璃缓慢冷却一个月,以此去除内部应力并让玻璃更坚固。最后还需要经过数月的冷却才能让镜面定型。
镜面成型后,还需要经过长达两年的研磨抛光,让镜面达到极高的光学精度 —— 表面的平滑度要达到头发丝粗细的千分之一!目前,GMT 望远镜的 7 块主镜面要么已经制造完成,要么正在紧锣密鼓地赶工之中。
这些巨大的镜面将赋予 GMT 望远镜强大的观测能力,使我们能够比以往任何光学望远镜都更深入、更细致地探索宇宙。天文学家们将使用它来研究各种各样的天文现象,从遥远系外行星上寻找生命迹象,到探索化学元素的宇宙起源等等。可以说,GMT 望远镜的镜面本身就浓缩了恒星的演化史,而它未来将带领我们揭开宇宙更多的奥秘!
图一:巨麦哲伦望远镜镜面玻璃的宇宙循环。来源:Damien Jemison, Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation
视频二:巨麦哲伦望远镜主镜之一的铸造过程延时视频。来源:Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation
文案:谷歌Gemini 洗自 巨麦哲伦望远镜官网博客
