Kartoitusteleskoopit

Yksityiskohtaista taivaan kartoitusta

Survey TelescopeKaksi uutta ja tehokasta kaukoputkea, infrapuna-aallonpituuksia tutkiva VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) ja optinen VST (VLT Survey Telescope), ovat käyttössä ESOn Paranalin observatoriossa Pohjois-Chilessä. Niitä voidaan perustellusti kutsua maailman tehokkaimmiksi kuvaamiseen tarkoitetuiksi kartoitusteleskoopeiksi. Ne lisäävät huomattavasti Paranalin observatorion mahdollisuuksia uusien tieteellisten löytöjen tekemiseen.

Monet kiinnostavimmista tähtitieteen tutkimuskohteista – pienistä ja mahdollisesti vaarallisia maan lähelle tulevista asteroideista kaukaisimpiin kvasaareihin – ovat harvinaisia. Niiden löytäminen on kuin neulan etsimistä heinäsuovasta. Suurimmat teleskoopit, kuten ESOn VLT (the Very Large Telescope) sekä NASAn ja ESAn Hubble-avaruusteleskooppi, voivat tutkia vain hyvin pientä osaa taivaasta kerrallaan. VISTA ja VST sen sijaan on suunniteltu nopeaan suurien alueiden ja syvän avaruuden kuvaamiseen.

VISTAlla ja VST:llä suoritetaan viiden vuoden aikana yhdeksän tarkoin suunniteltua kartoitusta. Tuona aikana luodaan suuret kuvien ja kohdeluetteloiden arkistot, joita tähtitieteilijät tulevat hyödyntämään vuosikymmenien ajan. Kartoitusteleskoopit ovat tärkeässä asemassa valmisteltaessa tulevaisuuden työvälineitä, esimerkiksi E-ELT-jättiläiskaukoputkea (the European Extremely Large Telescope) ja James Webb -avaruusteleskooppia (the James Webb Space Telescope JWST).

VLT:llä, muilla maanpäällisillä ja avaruusteleskoopeilla tutkitaan yksityiskohtaisemmin mielenkiintoisia kohteia, jotka on havaittu ensiksi kartoitusteleskoopeilla. Molemmat kartoitusteleskoopit sijaitsevat VLT:n läheisyydessä, joten niillä on samat erinomaiset havainto-olosuhteet ja sama tehokas toimintamalli.

VISTAn peilin halkaisija on 4,1 metriä ja se on suurin kartoituskaukoputki. Se kartoittaa maailmankaikkeutta lähi-infrapunavalon aallonpituuksilla. Se kehitettiin Iso-Britanniassa ja annettiin ESOn käyttöön osana Iso-Britannian liittymissopimusta. Pääpeili on kaarevin koskaan valmistetuista tämän kokoluokan peileistä, ja pelkästään sen valmistaminen on suurenmoinen saavutus. VISTAn ytimenä on 3 tonnia painava 67 megapikselin kamera, joka sisältää 16 infrapunasäteilylle herkkää erikoisilmaisinta. Tällä kameralla on tähtitieteeseen tutkimukseen käytetyistä lähi-infrapuna-aluetta kuvaavista kameroista laajin kohdealue.

Koska VISTA havainnoi ihmissilmällä havaittavan valon aallonpituutta pidempiä aallonpituuksia, se voi tutkia kohteita, joita olisi muuten lähes mahdoton erottaa näkyvässä valossa. Ne voivat olla joko liian viileitä, pölypilvien peittämiä tai niiden valo on siirtynyt kohti punaisia aallonpituuksia avaruuden laajenemisen myötä, valon pitkällä matkalla maailmankaikkeuden alkuhetkistä kuvaushetkeen.

VISTAlla havaitsee ja luetteloi koko eteläisen taivaan kohteet 40 kertaa tarkemmin kuin aiemmat infrapuna-aallonpituuksilla tehdyt taivaankartoitukset, esimerkiksi menestyksekäs Two Micron All-Sky Survey, ovat pystyneet. VISTA-kartoitukset alkoivat 2010 vuoden alkupuolella.

VST on huipputason 2,6-metrinen teleskooppi. Sen varusteena on jättimäinen OmegaCAM, 268 megapikselin CCD-kamera, jonka kuvakenttä on neljä kertaa täyden kuun alaa suurempi. Se täydentää VISTAa kartoittamalla taivasta näkyvän valon aallonpituuksilla. VST on ESOn ja Napolissa toimivan Capodimonten observatorion (Osservatorio Astronomico di Capodimonte, OAC) yhteistyönä toteutettu hanke. OAC on Italian kansallisen astrofysiikan tutkimuslaitoksen (L'Istituto Nazionale di Astrofisica, INAF) tutkimuskeskus. VST otettiin käyttöön Paranalilla vuonna 2011.

Kartoitusten tieteellisiin tavoitteisiin kuuluvat monet astrofysiikan mielenkiintoisimmista kysymyksistä aina pimeän energian luonteesta Maata uhkaaviin asteroideihin. Kartoituksiin osallistuu suuri joukko tähtitieteilijöitä kaikkialta Euroopasta. Jotkin kartoituksista kattavat suurimman osan eteläisestä taivaasta, kun taas osa keskittyy pienempiin alueisiin.

Sekä VISTA että VST tuottavat erittäin suuret määrät dataa. Jo yhdessä VISTAn ottamassa kuvassa on 67 megapikseliä, ja VST:n OmegCAMin kuvissa 268 megapikseliä. Kartoitusteleskoopit tuottavat huomattavasti enemmän dataa kuin kaikki muut VLT:n mittalaitteet yhteensä, yli 100 teratavua vuodessa.