טלסקופ מגלן הענק

טלסקופ מגלן הענק (באנגלית: The Giant Magellan Telescope, בראשי תיבות: GMT) הוא טלסקופ מחזיר אור קרקעי גדול במיוחד הנמצא בשלבי בנייה באתר מצפה הכוכבים לאס קמפאנס (LCO), בדרום מדבר אטקמה, צ'ילה, דרום אמריקה. הטלסקופ יפעל בטווח הספקטרום הנראה והתת-אדום (320–25,000 ננומטר). לטלסקופ יהיה קוטר אפקטיבי של 24.5 מטר עם שטח איסוף אור של כ־368 מ"ר, והמשטח המחזיר יהיה מורכב משבע מראות ראשיות בקוטר 8.4 מטר כל אחת. יציקת המראות הראשיות החלה בשנת 2005, והסתיימה בשנת 2023. נכון לאותה שנה, החל ייצור המראה הראשונה מתוך שבע מראות משניות אדפטיביות, כן הטלסקופ היה בתהליך ייצור, ותתי מערכות טלסקופ אחרות היו בשלבי תכנון סופיים. עבודות בניה באתר הטלסקופ החלו בשנת 2015, וסיום הפרויקט מתוכנן לשנת 2029. התכנון הוא שהטלסקופ יתחיל לפעול עם ארבע מראות (המראה המרכזית ושלוש מראות צד), ובהמשך יעבור לפעול עם כל שבע המראות. הטלסקופ נקרא על שם פרדיננד מגלן, מגלה ארצות פורטוגלי מהמאה השש עשרה. הטלסקופ שעלות בנייתו מוערכת בכ־2 מיליארד דולר הוא פרויקט של תאגיד GMTO, קונסורציום בין-לאומי של מוסדות מחקר מובילים המייצגים שש מדינות: אוסטרליה, ברזיל, צ'ילה, ישראל, קוריאה הדרומית וארצות הברית. אתר טלסקופ מגלן הענק ישכון במצפה הכוכבים של לאס קמפאנס, שנוסד בשנת 1969 ושטחו כ־259 קילומטר מרובע, בדרום מדבר אטקמה, בפרובינציית ואסקו , מחוז אטקמה, צ'ילה, דרום אמריקה. האתר נמצא במרחק של כמאה קילומטר צפונית־מזרחית מלה סרנה, בירת מחוז קוקימבו, ומאה ושמונים קילומטר דרומית מקופיאפו , בירת פרובינציית קופיאפו שבמחוז אטקמה. האתר בבעלות ובתפעול מכון קרנגי למדע והוא כולל מספר טלסקופים כדוגמת זוג טלסקופי מגלן בקוטר 6.5 מטר כל אחד וטלסקופים נוספים. מתחם הטלסקופ נמצא בגובה 2,516 מטר מעל גובה פני הים והוא נבחר בגלל ראייה אסטרונומית טובה, זיהום אור נמוך, ותנאים גאוגרפיים נוחים אחרים. שמי הלילה ברוב אזור מדבר אטקמה לא רק נקיים מזיהום אטמוספירי, אלא הוא גם אחד המקומות הפחות מושפעים מזיהום אור, עקב דלילות מרכזי אוכלוסייה. מזג האוויר באתר צלול ויבש מאוד ברוב ימות השנה, והוא מתאפיין ביציבות לטווח הארוך. כל אלה הופכים את האזור והאתר בפרט לאחד המקומות הטובים ביותר בכדור הארץ לתצפיות אסטרונומיות. ישנם גם גרמי שמיים מעניינים רבים הנראים בעיקר מחצי הכדור הדרומי כמו הענן המגלני הגדול והענן המגלני הקטן, שהם הגלקסיות השכנות הקרובות ביותר אלינו, ומרכז גלקסיית שביל החלב. העבודות באתר החלו ב־23 במרץ 2012, עם פיצוץ לצורך השטחת פסגת ההר. הבניה החלה בנובמבר 2015 עם סלילת הדרך לאתר הטלסקופ ותחילת חפירת יסודות מבנה הסלסקופ, אשר הושלמה במרץ 2019. מתחם הטלסקופ תוכנן מראש כך שיוכל להכיל בעתיד מערך של שני טלסקופים זהים שיעבדו יחדיו ליצירת אינטרפרומטר אסטרונומי יחיד, בדומה לשני הטלסקופים האופטיים במצפה הכוכבים קק בהר מאונה קיאה שבהוואי. המצפה יושב על רכס הרים שמהווה חלק מהרי האנדים, אזור הפחתה גאולוגי, ומתאפיין בפעילות ססמית חזקה, ולכן תכנון הטלסקופ ומתקניו נעשה בהתאם לתקנים לעמידות כנגד רעידות אדמה. רקע טכנולוגי טלסקופ מגלן הענק הוא הראשון מתוך שלושה טלסקופים גדולים מאוד מהדור החדש שעתיד לפתוח מרחב גילוי חדש ולאפשר תצפיות שיענו על שאלות מפתח באסטרופיזיקה, קוסמולוגיה ובחקר עולמות אחרים. הטלסקופ מתוכנן במבנה של שבע מראות שמתואמות בקוהרנטיות כמערכת אופטית יחידה עם יכולת רזולוציה גדולה פי 10 מטלסקופ החלל האבל ופי 4 מטלסקופ החלל ג'יימס וב. הטלסקופ יהווה כלי מחקר פורץ דרך עבור החוקרים העתידיים לטווח של 50 שנים לפחות. הפיתוח הרעיוני של הטלסקופ החל בשנת 2000, בעקבות דור טלסקופים בקוטר 8–10 מטר בהוואי, צ'ילה ודרום־מערב ארצות הברית. בשנות השמונים של המאה ה־20 פותחו שתי טכנולוגיות שאפשרו ייצור מראות עם קוטר גדול מחמישה מטרים. טכנולוגיה אחת פותחה על ידי חברת קורנינג בארצות הברית וחברת סקוט בגרמניה ובה נעשה שימוש בזכוכית זרודור דמוי זכוכית-קרמית בעלת מקדם התפשטות תרמית נמוך, שאפשר שינויי צורה קטנים בלבד לאור שינויי טמפרטורה. הזכוכית שימשה לייצור מראות דקות עבור הטלסקופ הגדול מאוד בצ'ילה, מצפה הכוכבים ג'מיני (הטלסקופ הצפוני בהוואי והדרומי בצ'ילה), והטלסקופ הגדול באיים הקנריים (GTC), במצפה הכוכבים רוקה דה לוס מוצ'אצ'וס (ORM) באי לה פלמה. הטכנולוגיה השנייה היא הגישה החלופית שפותחה על ידי פרופ׳ רוג'ר אנג'ל (אנ׳) באוניברסיטת אריזונה, הבנויה על ניסיון מצפה הכוכבים פאלומר בקליפורניה, בעל מראה גדולה מזכוכית בורוסיליקט טהורה, שאפשר לייצר איתה מראות בצורות מורכבות כדוגמת יציקה בתבנית מבנה כוורת (בצורות משושים). שיטה זו מאפשרת ליצור מראות דקות יותר, קלות בכ־80%, ובעלות קשיחות מבנית דומה. מראות שיוצרו בשיטה זו, נמצאות במצפה הכוכבים MMT באריזונה, בטלסקופ הבינוקולארי הגדול באריזונה ובטלסקופי מגלן בצ'ילה. נכון לעשור הראשון של המאה ה־21, הטכנולוגיה ההנדסית מאפשרת מראה ביציקה בודדת עד לקוטר 8.4 מטר. דיונים בין מספר מוסדות, הכוללים את מכון קרנגי למדע, אוניברסיטת אריזונה, סמית'סוניאן ואחרים, הובילו לתכנון טלסקופים בעלי מראות עם קוטר גדול מ-8–10 מטר. הנתונים האיכותיים שסופקו על ידי זוג טלסקופי מגלן בצ'ילה גרמו לבחירת הטכנולוגיה לייצור המראות ולבחירת מיקום אתר הטלסקופ בצ'ילה. ארגון וניהול פרויקט טלסקופ מגלן הענק מפותח, מתופעל ומנוהל על ידי תאגיד GMTO (Giant Magellan Telescope Organization), חברה עצמאית ללא מטרות רווח, שהוקם על ידי מייסדי הקונסורציום הבינלאומי. התאגיד מנוהל כיום על ידי 12 נציגים מהמוסדות המייסדים, פועל באמצעות דירקטוריון ומקום ההתאגדות בדלאוור, קליפורניה. לתאגיד הסכם שיתוף פעולה עם אוניברסיטת צ'ילה שמקצה זמן לתצפיות אסטרונומיות לחוקרים מצ'ילה. משרדי התאגיד ממוקמים בפסדינה, קליפורניה ובסנטיאגו דה צ'ילה. ד"ר ונדי פרידמן יזמה את פרויקט טלסקופ מגלן הענק וכיהנה כראש דירקטוריון הקונסורציום הבינלאומי של הטלסקופ, משלב היוזמה ב־2003 ועד לשנת 2015. בינואר 2018 חברת WSP Global חברה בינלאומית המספקת שירותי ניהול וייעוץ לסביבה הבנויה והטבעית ממונטריאול, זכתה בחוזה לניהול בניית הטלסקופ. העלות המשוערת של הפרויקט היא מעל מיליארד דולר והמימון מגיע מהשותפים המייסדים של המיזם ותורמים פרטיים כדוגמת תעשיין הנפט ג'ורג' מיטשל שתרם 35 מיליון דולר למיזם וריצ'רד פ' קאריס, שתרם 20 מיליון דולר לאוניברסיטת אריזונה עבור מעבדת המראות הנושאת את שמו. מעבדת המראות היא אחת מקבוצות המחקר במצפה הכוכבים סטיוארט שהיא זרוע המחקר של המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת אריזונה. מטרות מדעיות טלסקופ מגלן הענק יחקור את המקור ואת האבולוציה של מערכות פלנטריות, יאפשר את חיפוש ואפיון של כוכבי לכת חוץ-שמשיים, היווצרות כוכבים, אבולוציית היסודות הכימיים, חורים שחורים, חומר אפל ואנרגיה אפלה, היווצרות והתפתחות גלקסיות. מחקר כוכבי לכת במערכות שמש אחרות הוא ליבת המחקר של טלסקופ מגלן הענק. הטלסקופ יאפשר איתור כוכבי לכת סלעיים במרחק של עד שלושים שנות אור מכדור הארץ בעזרת טכניקת מהירות רדיאלית, באמצעות ספקטוגרף בעל דיוק של עשרה סנטימטר לשנייה, קביעת הרכב האטמוספירה של כוכבי הלכת ואיתור סימני חיים באטמוספירות של כוכבי לכת על ידי שימוש בשיטת הליקוי ושימוש בספקטוגרף אופטי , וצילום ישיר של כוכבי לכת במערכות שמש קרובות עד שלוש מאות שנות אור, בעזרת אופטיקה מסתגלת וקורונוגרף. כדי להשיג את היעדים המדעיים שלשמם יזמו את הפרויקט, הטלסקופ יעבוד בסינרגיה עם מספר טלסקופים קרקעיים וטלסקופי חלל עתידיים, החל מהעשור השלישי והרביעי של המאה ה־21: גלאי ליגו - LIGO בלואיזיאנה; טלסקופ מצפה הכוכבים ורה רובין בצפון צ'ילה; מערך קילומטר רבוע באוסטרליה המערבית ודרום אפריקה; המערך המילימטרי הגדול באטקמה (ALMA) במדבר אטקמה, צ'ילה; טלסקופי סקר לחיפוש טרנזיינטים (Transient Survey Telescopes); טלסקופ החלל ג'יימס וב; טלסקופ החלל גאיה; עם טלסקופ החלל ננסי גרייס רומן; טלסקופי חלל באורכי גל אינפרא אדום; וטלסקופי חלל בתחום הרנטגן (ATHENA, eROSITA, Lynx). השוואה טלסקופ הענק מגלן הוא חלק מדור הטלסקופים החדשים הנקראים טלסקופים גדולים במיוחד (ELT). טלסקופים גדולים שנמצאים בשלבי בניה בעשור השלישי של המאה ה־21, הכוללים את הטלסקופ הגדול במיוחד וטלסקופ השלושים מטר. שותפים מייסדים של הפרויקט הפרויקט מובל על ידי ארצות הברית בשותפות אוסטרליה, ברזיל, דרום קוריאה וצ'ילה כמדינה המארחת. רשימת מוסדות אוניברסיטאיים ומכוני מחקר מובילים השותפים בקונסורציום המתכנן ובונה את פרויקט הטלסקופ: אוניברסיטת אריזונה (המחלקה לאסטרונומיה ומצפה הכוכבים סטיוארט) אוניברסיטת המדינה של אריזונה (בית הספר לחקר החלל וכדור הארץ (SESE)) אסטרונומי אוסטרליה האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה (בית הספר למחקר באסטרונומיה ובאסטרופיזיקה) מצפי מכון קרנגי למדע אוניברסיטת סאו פאולו (קרן המחקר של סאו פאולו) (FAPESP) אוניברסיטת הרווארד (מרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה ) מכון קוריאה לאסטרונומיה ומדעי החלל (KASI) סמית'סוניאן (מרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה) (CfA) אוניברסיטת טקסס A&M אוניברסיטת טקסס באוסטין (המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת טקסס באוסטין) אוניברסיטת שיקגו (המחלקה לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה מאוניברסיטת שיקגו) מכון ויצמן למדע. מצב בניית המראות טלסקופ מגלן הענק יהיה מורכב בסך הכל משבע מראות ראשיות (M1): מראה מרכזית אחת, שש מראות צדדיות מחוץ לציר ומראה שמינית אשר תשמש כמראה רזרבית לצורך החלפת כל מראה שתעבור תהליך אחזקה הכולל ניקוי וציפוי אלומיניום מחדש. המראות עשויות זכוכית בורוסיליקט ובעלות מבנה של חלת דבש מתחת לפני השטח של כל מראה. לטלסקופ אופטיקה מסתגלת הבנויה משבע מראות משניות (M2) בקוטר 1 מטר כל אחת המתואמות לשבע המראות הראשיות. מראה 1 נוצקה באוקטובר 2005, ליטוש המראה הושלם באוגוסט 2012. מראה 2 נוצקה בינואר 2012, ליטוש המראה הסתיים ביולי 2019. מראה 3 נוצקה באוגוסט 2013. מראה 4 נוצקה בספטמבר 2015. המראה המרכזית עם פתח מרכזי בקוטר 2.4 מטר. מראה 5 נוצקה בנובמבר 2017. מראה 6 נוצקה במרץ 2021. מראה 7 נוצקה בספטמבר 2023. מראה 8 מתוכנן. קישורים חיצוניים אתר האינטרנט הרשמי של טלסקופ מגלן הענק (באנגלית) טלסקופ מגלן הענק, ברשת החברתית X (טוויטר) טלסקופ מגלן הענק, ברשת החברתית אינסטגרם טלסקופ מגלן הענק, סרטונים בערוץ היוטיוב אתר תוכנית הטלסקופים הגדולים ביותר של ארצות הברית (US-ELTP) (באנגלית) אתר האינטרנט של מעבדת המראות ע"ש ריצ'רד פ' קאריס (באנגלית) כתבות ניו יורק טיימס, טלסקופ ענק שנבנה בצ'ילה עשוי לקרב את האדם למצוא חיים מחוץ לכדור הארץ, באתר הארץ, 20 באפריל 2023 איתי נבו, הטלסקופ הענקי שישנה את התמונה, באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 20 ביולי 2023 סרטים The Biggest Eyes on Earth: Building the Giant Magellan Telescope, הרצאה בערוץ "Carnegie Science", באתר יוטיוב (אורך: 1:10:48), 16 ביוני 2014 (באנגלית) Go Inside a Telescope Mirror Factory - To a Billionth of a Meter, סרטון בערוץ "National Geographic", באתר יוטיוב (אורך: 3:27), 1 בדצמבר 2014 (באנגלית) This new telescope might show us the beginning of the universe, הרצאה בערוץ "TED", באתר יוטיוב (אורך: 15:38), 22 בספטמבר 2015 (באנגלית) Making the mirrors for the Giant Magellan Telescope at the University of Arizona, סרטון בערוץ "UArizona Research", באתר יוטיוב (אורך: 6:20), 15 באפריל 2016 (באנגלית) Building the Giant Magellan Telescope, הרצאה בערוץ "KISSCaltech", באתר יוטיוב (אורך: 56:00), 18 ביולי 2017 (באנגלית) ASU joins mission to build world's largest, most advanced optical telescope, אנימציה בערוץ "Arizona State University", באתר יוטיוב (אורך: 6:26), 29 בנובמבר 2017 (באנגלית) Richard F. Caris Mirror Lab Polishing Video, סרטון בערוץ "Steward Observatory", באתר יוטיוב (אורך: 2:01), 12 בנובמבר 2020 (באנגלית) Steward Public Lecture: Imaging Exoplanets and Search for Life with the Giant Magellan Telescope, הרצאה בערוץ "Steward Observatory", באתר יוטיוב (אורך: 1:01:44), 7 באפריל 2021 (באנגלית) הערות שוליים