簡介
三十米望遠鏡,即集光口徑為30米,在0.31-28納米波段之間的的地基巨型光學-紅外天文觀測設備。由於其英文名稱為ThirtyMeterTelescope,因此也被簡稱為TMT。其靈敏度要比哈勃望遠鏡高100多倍,能夠捕捉到130億光年外的宇宙景象,清晰度也是哈勃望遠鏡的10多倍。同時,它也能為探尋太陽系外有無生命提供技術保障。
結構功能
主鏡
三十米望遠鏡由492個獨立的六角鏡組成,30米/98英尺的主鏡直徑僅次於E-ELT的42米,採用拼接鏡面主動光學、自適應光學以及精密控制等先導高科技技術。這些小鏡子會在計算機控制下協同工作,效果就像一面單一的大鏡子。它採用先進技術,能排除大氣層雲霧干擾而準確地觀測天象,其清晰度將超過哈勃太空望遠鏡。
巨大的主鏡使它的觀測清晰度比現行的大型地面光學望遠鏡高10至100倍。
配備儀器
1、自適應光學系統
在波長大於0.8微米的光的範圍內,自適應光學系統使它的圖像清晰度比哈勃太空望遠鏡高10倍,也是是同樣位於莫納克亞山的凱克望遠鏡的三倍。前所未有的解析度和靈敏度意味著人類會發現令人驚訝的宇宙現象,在過去130多億年,宇宙誕生了第一代恆星,它們是星系演化的重要因素,該望遠鏡將揭開早期宇宙中恆星誕生與爆發之謎。
2、紅外成像光譜儀(IRIS)
可同時在2000多個不同波長條件下同時觀測,並對一個矩形區域的天區成像。加州大學洛杉磯分校天文學教授詹姆斯·拉金主要負責紅外成像光譜儀(IRIS)的研製。
觀測任務
研究人員將利用三十米望遠鏡(TMT)發現許多宇宙奧秘,可以對深空天體進行探索,研究銀河系中的其他恆星,對本地星系群甚至是宇宙邊緣進行觀測。
2013年,30米望遠鏡將進行的科學觀測研究任務列表已發布。與EELT、GMT觀測南半球的星空不同的是,30米望遠鏡將會觀測北半球的廣闊星空。預計將進行關於暗能量、暗物質等進一步的研究、研究星系在過去130億年的聚合和發展、研究超質量黑洞和星系之間的聯繫、進行行星和恆星結構的研究、進行太陽系、行星大氣的化學研究和氣象研究、在太陽系外的星球上搜尋生命等科研任務。
這些科研任務還會得到詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和阿塔卡瑪大型毫米波天線陣的科學技術資料支援(也同樣支援EELT)。
建造地點
望遠鏡將建在夏威夷大島上的冒納凱阿火山上。這座死火山海拔4205米,一年中有300天視野清晰。大島上人口稀少,在這裡觀測不會受到城市照明設施干擾。冒納凱阿火山上現在已建造了12架天文望遠鏡,其中最大的“凱克”望遠鏡直徑10米,與位於西班牙的“加那利大型望遠鏡”同在世界最大天文望遠鏡之列。
三十米望遠鏡的建造地最初有5個選擇,2008年5月縮小到兩個選擇,一個是冒納凱阿火山,另一個是智利阿爾馬宗山。加利福尼亞理工學院天文學教授和三十米望遠鏡理事會成員理察·艾爾利斯說,冒納凱阿火山成為最終選擇是因為這裡海拔更高,空氣更乾燥,日間氣溫變化更小。
研發團隊
三十米望遠鏡由加拿大天文學研究大學協會、美國加利福尼亞理工學院和加利福尼亞大學組成的聯合機構建造。研發團隊主要包括美國和加拿大56所大學和國立研究機構的446個科研與技術專家,以及29個美歐高技術公司企業。
TMT的管理團隊積極尋求主要國際合作夥伴,以尋求足夠的財力和技術資源保障項目計畫執行:
2008年,日本國立天文台以合作機構的名義加入30米望遠鏡計畫。加拿大國家研究委員會隸屬的科研機構將承擔25%預算的研發任務,日本國立天文台計畫承擔約20%預算的研發任務。
2009年11月,中國科學院國家天文台獲得參與TMT項目的“觀察員”地位,正式啟動了雙邊科學技術合作談判的工作。
2011年,中國成為三十米望遠鏡項目的合作夥伴,主要承擔包括望遠鏡光學子系統,雷射引導星子系統,科學儀器系統等高技術任務,這些任務主要以“實物貢獻”方式體現。一旦TMT建成,中國將分享與實物貢獻成比例的TMT的觀測時間,獲得科學回報;通過承擔TMT核心技術任務,帶動相關高技術發展。
建造歷程
2004年,TMT項目開始籌備。
2009年,TMT項目完成了歷時5年的研發設計和部分關鍵技術攻關,其進度遠遠領先於其它兩個歐美類似大項目。
2012年,該計畫進入審批階段,這個已發展了5年、耗資8千萬美元的天文台項目將獲得審批通過。
截至2012年,戈登和貝蒂·摩爾基金會已經為建造計畫資助了2億美元。加州理工學院和加州大學各另外出資5千萬美元。30米望遠鏡計畫的負責機構也在積極的吸引合作夥伴來支撐計畫的運作。
2013年,三十米望遠鏡(TMT)項目審核通過,預計在2014年4月正式開工,2022年開始運作觀測。
其他超級望遠鏡
截止到2011年底,已知的籌建中的直徑超過20米的“超級望遠鏡”,除TMT之外,還有3個。
在歐洲國家籌劃的幾個超級望遠鏡計畫中,最大的一個莫過於E-ELT望遠鏡(EuropeanExtremelyLargeTelescope,歐洲特大天文望遠鏡)。就像它的名字一樣,這個望遠鏡的直徑將會達到史無前例的42米,由1000多個六邊形小鏡片拼合而成。
除了E-ELT,LSST(LargesynopticSurveyTelescope,大口徑全景巡天望遠鏡)也將在2015年率先粉墨登場。
另外,卡內基天文台和亞利桑那大學組成的團隊準備耗資7億美元,在智利的拉斯康帕納斯建造25米口徑的大麥哲倫望遠鏡(GMT),預計也將在2018年完成。