Gdyby zbudować teleskop na szczycie wieży na Antarktydzie, widzielibyśmy rzeczy, o których astronomom się nie śniło

Gdyby zbudować teleskop optyczny na szczycie kilkunastometrowej wieży w centrum Płaskowyżu Polarnego, mógłby on obserwować obiekty kosmiczne dwa razy mniejsze od tych, które zazwyczaj widoczne są w innych obserwatoriach. Obserwatorium na Antarktydzie mogłoby poszczycić się taką ostrością dzięki temu, że wystawałoby ponad tzw. planetarną warstwę graniczną, czyli najniższą część atmosfery, która znajduje się pod bezpośrednim wpływem powierzchni planety. To właśnie ta warstwa odpowiada za falowanie powietrza, które rozmywa większość zdjęć wykonywanych teleskopami naziemnymi.

Grubość warstwy granicznej zmienia się w zależności od miejsca na Ziemi. W pobliżu równika może ona mieć kilkaset metrów grubości, przez co ogranicza zdolność rozdzielczą największych teleskopów naziemnych takich jak chociażby te znajdujące się na Wyspach Kanaryjskich czy na Hawajach. Z tego też powodu, teleskopy te nie mogą rozdzielić dostrzec szczegółów mniejszych niż 0,6 do 0,8 sekundy łuku czyli mniejszych od grubości ludzkiego włosa widocznego z 20 metrów.

Na Antarktydzie warstwa graniczna jest naprawdę cienka, więc można by było taki teleskop umieścić po prostu nad nią – mówi Bin Ma, astronom z Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie.

Ma wraz ze współpracownikami wykonał pierwsze w historii pomiary zaburzeń atmosferycznych w najwyższym punkcie Antarktydy Wschodniej, na tzw. Kopule A. Od kwietnia do sierpnia 2019 r. instrumenty zainstalowane na 8-metrowej wieży w chińskiej stacji badawczej Kunlun badały w jaki sposób turbulencje atmosferyczne zaburzały obraz gwiazd. Pobliska stacja pogodowa monitorowała natomiast warunki atmosferyczne, takie jak temperatura czy prędkość wiatru. Na podstawie tych obserwacji badacze opisali warstwę graniczną na kopule lodowej Dome A i jej wpływ na obserwacje wykonywane za pomocą teleskopów.

Warstwa graniczna  miała grubość zaledwie około 14 metrów. W związku z tym czujniki zainstalowane na szczycie ośmiometrowej wieży nie rejestrowały zaburzeń atmosferycznych zaledwie przez 1/3 czasu. Jednak gdy instrumenty znalazły się ponad warstwą graniczną, wpływ atmosfery był na tyle mały, że teleskop był w stanie dostrzec szczegóły o rozmiarach kątowych rzędu 0,31 sekundy łuku. Warto zauważyć, że przy najlepszych warunkach atmosferycznych, teleskop był w stanie dostrzec detale o rozmiarach kątowych rzędu 0,13 sekundy łuku.

Jedna dziesiąta sekundy łuku to fantastyczna precyzja jak dla teleskopów naziemnych. W Chile czy na szczycie Mauna Kea bardzo rzadko mamy takie warunki - mówi Marc Sarazin, fizyk z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Monachium.

Równie dobre warunki atmosferyczne nad warstwą graniczną naukowcy odkryli jeszcze na szczycie Kopuły C na Antarktydzie. Jednak tam warstwa graniczna ma grubość około 30 metrów, przez co trudniej prowadzić obserwacje znad niej. Teleskop optyczny umieszczony na 15-metrowej wieży, którego budowa planowana jest w stacji Kunlun, będzie mógł wykorzystać rewelacyjne warunki atmosferyczne panujące w tym rejonie. Umożliwią one astronomom badanie wielu wyjątkowo ciekawych obiektów kosmicznych, zarówno w Układzie Słonecznym jak i w odległych galaktykach.

Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News.