Группа астрономов из Техасского университета в Остине обнаружила, что идея строительства телескопа на Луне, которая была отложена НАСА десять лет назад, может решить проблему, которую не может решить ни один другой, имеющийся на сегодняшний день, телескоп: он сможет изучать первые звёзды во Вселенной. Команда, возглавляемая Анной Шауэр, опубликует свои результаты в следующем выпуске журнала Astrophysical Journal.
“На протяжении всей истории астрономии телескопы становились всё более мощными, что позволяет нам исследовать источники из более ранних космических времён – всё ближе к Большому взрыву”, – сказал профессор Волкер Бромм, теоретик, десятилетиями изучавший первые звёзды.
Будущий космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) сможет заглянуть в то время, когда сформировались первые галактики.
Но теория предсказывает, что была ещё более ранняя эпоха, когда галактик ещё не существовало, но уже сформировались отдельные звёзды – неуловимые звёзды Населения III. Этот момент самого первого света выходит за рамки возможностей даже сверхмощного JWST, поэтому учёным нужен ещё более совершенный телескоп.
Эти первые звёзды сформировались около 13 миллиардов лет назад. Они уникальны, рождены из смеси газов водорода и гелия и, вероятно, в десятки или сотни раз больше Солнца. Новые расчёты Шауэра показывают, что ранее предложенная установка, жидкостный зеркальный телескоп, который будет работать на поверхности Луны, сможет изучать эти звёзды. Предложенный в 2008 году группой под руководством Роджера Ангела из Университета Аризоны, этот объект был назван Лунным жидкостным зеркальным телескопом (LLMT).
НАСА провело анализ проекта, предложенного десять лет назад, но решило отложить его на некоторое время. По словам Нива Дрори, старшего научного сотрудника обсерватории Макдональда в Остине, науки о самых ранних звёздах на тот момент не существовало.
“Этот телескоп идеально подходит для решения этой проблемы”, – сказал он.
Предлагаемый лунный телескоп с жидкостным зеркалом, который Шауэр прозвал “Предельно большим телескопом”, будет иметь зеркало диаметром 100 метров. Он будет работать автономно на поверхности Луны, получая энергию от солнечной станции и передавать данные на спутник на лунной орбите.
Зеркало телескопа будет не из стекла, а из жидкости, так как она легче и, следовательно, дешевле для транспортировки на Луну. Зеркало телескопа будет вращающимся чаном с жидкостью, покрытым металлической, а значит, отражающей жидкостью. (В предыдущих жидкостных зеркальных телескопах использовалась ртуть). Чан должен вращаться непрерывно, чтобы поверхность жидкости имела правильную параболическую форму и могло работать как зеркало.
Телескоп будет стационарным и будет находиться внутри кратера на северном или южном полюсе Луны. Чтобы изучить первые звёзды, он будет постоянно смотреть на один и тот же участок неба, чтобы собрать от них как можно больше света.
“Мы живём во вселенной звёзд”, – сказал Бромм.
То с чего начались процессы звездообразования на раннем этапе космической истории – это ключевой вопрос в астрономии. Появление первых звёзд знаменует собой решающий переход в истории Вселенной, когда изначальные условия, установленные Большим взрывом, уступили место постоянно растущему космическому ускорению, что в конечном итоге позволило появиться жизни на планетах.
Этот момент первого света выходит за рамки возможностей телескопов нынешнего или ближайшего будущего. Поэтому важно создать “совершенный” телескоп, который сможет непосредственно наблюдать за этими неуловимыми первыми звёздами на краю времени.
Команда предложила астрономическому сообществу пересмотреть отложенный план лунного телескопа с жидким зеркалом, чтобы изучить эти первые звёзды во Вселенной.
