Teleskop Gemini South w Chile, o średnicy 8,1 metrów, został pod koniec maja pokryty cienką warstwą czystego srebra. Grubość tej powłoki wynosi 0,1 mikrona – mniej niż 1/100 grubości włosa. Potrzeba było tylko 50 gramów srebra by pokryć całą powierzchnię szklanego lustra teleskopu. Dzięki temu zabiegowi, jego zdolność rozdzielcza w zakresie podczerwieni stała się lepsza. Srebrna powierzchnia Gemini South jest pierwszym tego rodzaju pokryć na dużym lustrze astronomicznym i stanowi jeden z ostatnich kroków, które uczynią teleskopy Gemini najpotężniejszymi teleskopami w podczerwieni na Ziemi.
Teleskop Gemini South – znajdujący się w środkowym Chile – zostaje ponownie skierowany w stronę nieba po pokryciu jego 8.1-metrowego lustra srebrną powłoką. Po tym zabiegu, jego zdolność odbicia promieniowania w zakresie podczerwonym znacznie się polepszyła.
„Nie ma wątpliwości, że z tym pokryciem Gemini South będzie mógł uchwycić obiekty, które dotąd były poza zasięgiem teleskopów działających w podczerwieni,” mówi Charlie Telesco, specjalista w dziedzinie powstawania gwiazd i planet z University of Florida. Takie obiekty to właśnie przede wszystkim rejony powstawania gwiazd i planet, ale też czarne dziury i centra galaktyk.
Nowe pokrycie lustra Gemini jest wynikiem kilku lat testowania. W końcu wyprodukowano pokrycie, które spełnia surowe wymagania badań astronomicznych.
Większość luster astronomicznych jest pokrytych warstwą aluminium przez proces naparowywania. Wymagają one nowego pokrycia co 12-18 miesięcy. Natomiast dostosowanie obu teleskopów Gemini do obserwacji zarówno w zakresie światła widzialnego jak i podczerwonego wymagało zaprojektowania specjalnego pokrycia.
Żeby posrebrzyć lustra Gemini – o średnicy ponad 8 metrów – przede wszystkim trzeba było wbudować 9-metrowe komory przeznaczone do tego celu. Komory takie wykorzystują urządzenia zwane magnetronami by „prysnąć” srebrne pokrycie na dane lustro. Pozwalają one na dokładną kontrolę grubości warstw naniesionych na powierzchnię.
Pokrycie składa się z czterech kolejnych warstw, by zapewnić najniższej, srebrnej warstwie ochronę przed zanieczyszczeniami – na wolnym powietrzu goła powierzchnia srebrna zmatowiałaby, redukując skuteczność odbicia światła. Te warstwy ochronne zapewniają dobre parametry lustra przez przynajmniej kilka lat pomiędzy kolejnymi pracami konserwacyjnymi.
Obok głównego lustra, dwa poboczne – kierujące światło do urządzeń naukowych – zostały pokryte taką samą warstwą. Drugi teleskop Gemini, w Mauna Kea na Hawajach, zostania potraktowany podobną odnową przed końcem roku.
Wykres porównuje współczynnik odbicia lustra teleskopu Gemini South przed i po pokryciu go cienką warstwą srebra. Poprzednio, na 8.1-metrowym dysku była to tylko warstwa aluminium. Wykres przedstawia zakres długości fal z podczerwieni, dla którego charakterystyka lustra się polepszyła po dodaniu srebrnej powłoki.
Dlaczego srebro?
Srebro odbija część promieniowania podczerwonego lepiej niż aluminium. Jednak nie chodzi tylko o ilość odbitego światła podczerwonego, ale o ilość promieniowania faktycznie wyemitowanego przez powierzchnię lustra. Srebro znacznie redukuje ilość emisji termicznej teleskopu w stosunku do aluminium.
Zdolność termiczna w zakresie podczerwonym jest kluczowym wskaźnikiem jakości teleskopu działającego w podczerwieni. Zdolność emisyjna to stosunek ilości ciepła emitowanego do całkowitej ilości, które mógłby teoretycznie emitować. Emisja następuje na skutek szumu, na tle którego mierzy się obserwowane źródła astronomiczne.
Gemini charakteryzuje się najniższą całkowitą termiczną zdolnością emisyjną ze wszystkich teleskopów na Ziemi – poniżej 4% przed otrzymaniem nowego pokrycia. Po posrebrzeniu lustra, wartość ta spadła do około 2% – pozwalając na detekcję obiektów które wcześniej nie można było odróżnić od szumu termicznego. Termiczne zdolności emisyjne większości teleskopów naziemnych wahają się w wokół wartości 10%.
Dla niektórych długości fal, zmiana ta ma taki sam efekt jak powiększenie średnicy lustra od 8 do 11 metrów!
