Teleskopteknologi

Det astronomiske teleskop ble oppfunnet for drøyt 400 år siden. Siden da har det utviklet seg fra et lite redskap man pekte mot himmelen for å gjøre visuelle observasjoner, til et stort, avansert, datastyrt instrument med følsomme digitale kameraer og spektrografer. Gjennom hele denne utviklingen har to egenskaper vært spesielt viktige: 1) den lyssamlende evnen, altså teleskopets evne til å samle mer lys for å kunne studere fjernere og svakere objekter, og 2) bildets skarphet eller vinkeloppløsning, som avgjør både hvor små og hvor lyssvake objekter som kan sees.

European Southern Observatory (ESO) har som et av verdens ledende astronomiske observatorier utviklet flere typer avanserte teknologi, som har gjort det mulig å lage større teleskopspeil uten at den går på bekostning av den optiske kvaliteten.

ESO har utviklet aktiv optikk, en teknikk som nå er i bruk på de fleste moderne mellomstore og store teleskoper. Aktiv optikk sørger for optimal bildekvalitet ved å kombinere et fleksibelt hovedspeil med presise, datastyrte motorer som endrer formen på speilet mens observasjonene foregår.

Jo større hovedspeil, desto større er den teoretiske oppløsningsevnen. Lyset fra stjernene påvirkes imidlertid betydelig av turbulens i jordatmosfæren. Forstyrrelsene gjør at store bakkebaserte teleskoper, selv på de beste observasjonsstedene på jord, ikke oppnår bedre oppløsning på synlige bølgelengder enn det et 20–40 centimeter stort teleskop er i stand tid. For et 4-meters teleskop forringes oppløsningsevnen med mer enn en størrelsesorden sammenlignet med den teoretiske verdien, mens lysintensiteten i midten av en stjerne svekkes med en faktor 100 eller mer. Et av hovedargumentene for å bygge Romteleskopet Hubble var nettopp å unngå jordatmosfærens forstyrrende og slørende effekt. Enkelte moderne teleskoper kan nå kompensere for denne effekten ved å bruke såkalt adaptiv optikk. ESOs Very Large Telescope (VLT) har ledet an i denne utviklingen, noe som har revolusjonert bakkebasert astronomi.

Ved å kombinere lyset fra to eller flere teleskoper ved hjelp av en teknikk kalt interferometri, kan astronomene oppnå en oppløsning som er langt bedre enn den man får fra et enkelt teleskop. ESO har vært en pioner også på dette feltet i form av Very Large Telescope Interferometer (VLTI) på Paranal.

I tillegg til atmosfærisk turbulens kan også selve teleskopene introdusere feil i observasjoner av universet. Feil og unøyaktigheter under framstillingen av utstyr, det være seg alt fra speil til strukturelle komponenter, kan ødelegge astronomiske bilder og målinger. Ingeniører har opp gjennom årene gjort en rekke forbedringer for å minke bruksslitasje forårsaket av varme og teleskopets mekaniske bevegelse. Speilene slipes og poleres mer nøyaktig enn før, samtidig som støttestrukturer og speil er gjort stivere for å unngå uønskede deformasjoner. Glass som ikke utvider seg så mye når temperaturen stiger, har redusert forvrengninger i speilene. For å minimere den lille, men merkbare turbulensen inni teleskopdomene, begrenses varmetap fra motorer og elektroniske komponenter gjennom natten. For å holde temperaturen så konstant som mulig, kjøles domene ned om dagen.