據(jù)外媒報(bào)道，巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡(GMT)的第六塊子鏡已經(jīng)鑄成。 這面8.4米長的鏡子加入了此前為 巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡鑄造的5塊世界最大的鏡子，這是世界上最大和最令人期待的超大型望遠(yuǎn)鏡之一。

巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡宣布制造出世界上最大的七塊單面鏡中的第六塊。這些鏡子將使天文學(xué)家能夠看到比以往任何其他光學(xué)望遠(yuǎn)鏡更遠(yuǎn)的宇宙細(xì)節(jié)。第六面8.4米(27.5英尺)的鏡子--站在邊緣時(shí)約有兩層樓高--正在亞利桑那大學(xué)的理查德-F-卡里斯鏡子實(shí)驗(yàn)室制造，將耗時(shí)近四年完成。鏡子的鑄造被認(rèn)為是現(xiàn)代工程的一個(gè)奇跡，通常會(huì)有一個(gè)大型的親身活動(dòng)來慶祝，與會(huì)者來自世界各地。由于新冠大流行，為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)室10人鑄鏡團(tuán)隊(duì)的健康，第六面鏡子的工作開始閉門進(jìn)行。

“望遠(yuǎn)鏡最重要的部分是它的集光鏡，”巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目經(jīng)理詹姆斯-范森說。“鏡面越大，我們能看到的宇宙越深，能觀察到的細(xì)節(jié)也越多。巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡獨(dú)特的主鏡設(shè)計(jì)由七面世界上最大的鏡子組成。鑄造第六塊鏡子是完成的重要一步。一旦投入使用，巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的圖像將比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡清晰十倍。這些鏡面的發(fā)現(xiàn)將改變我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。”

亞利桑那州的理查德-F-卡里斯鏡子實(shí)驗(yàn)室鑄造巨鏡的過程包括將近20噸(38490磅)高純度、低膨脹的硼硅酸鹽玻璃(稱為E6玻璃)熔化到世界上唯一一個(gè)專門用于鑄造望遠(yuǎn)鏡巨鏡的旋轉(zhuǎn)爐中。在熔化過程的高峰期，熔爐以每分鐘五圈的速度旋轉(zhuǎn)，將玻璃加熱到1165攝氏度(2129華氏度)，持續(xù)約五個(gè)小時(shí)，直到玻璃液化到模具中。這個(gè)峰值溫度事件被稱為 "高火"，將在2021年3月6日發(fā)生。然后，鏡子進(jìn)入一個(gè)月的退火過程，在此過程中，玻璃被冷卻，同時(shí)爐子以較慢的速度旋轉(zhuǎn)，以消除內(nèi)應(yīng)力并使玻璃變硬。再經(jīng)過1.5個(gè)月的時(shí)間冷卻到室溫。這種 "旋鑄 "過程使鏡面具有特殊的拋物線形狀。冷卻后，鏡面將經(jīng)過兩年的拋光處理，才能達(dá)到光學(xué)表面精度小于人類頭發(fā)寬度的千分之一，或是單個(gè)新冠病毒顆粒的1/5。

“我對(duì)鏡像實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)作如何適應(yīng)大流行感到非常自豪，使我們才華橫溢、兢兢業(yè)業(yè)的理查德-F-卡里斯鏡子實(shí)驗(yàn)室成員能夠安全地繼續(xù)為巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡生產(chǎn)鏡像，”亞利桑那大學(xué)Steward天文臺(tái)臺(tái)長兼天文系主任Buell Jannuzi說。

隨著前兩塊巨鏡的完成并存放在亞利桑那州圖森市，第六塊鏡子與另外三塊鏡子實(shí)驗(yàn)室處于不同的制作階段。第三塊鏡子的前表面拋光已經(jīng)達(dá)到了70納米的精度，距離完成還有不到一年的時(shí)間。第四塊鏡子已經(jīng)完成了后表面拋光，正在連接負(fù)載擴(kuò)散器，以便在操作過程中對(duì)鏡子進(jìn)行操縱。第五塊鏡子已于2017年11月鑄造完成，第七塊鏡子預(yù)計(jì)將于2023年鑄造完成。此外，還計(jì)劃制作第八塊備用鏡，當(dāng)另一塊鏡子需要維修時(shí)，可以將其換入。

未來這些巨型鏡面將被運(yùn)送到海拔2500多米(8200英尺)的智利阿塔卡馬沙漠的拉斯坎帕納斯天文臺(tái)的巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡未來的家。該站點(diǎn)以成為地球上最好的天文觀測(cè)點(diǎn)之一而聞名，其晴朗的天空、低度的光污染和穩(wěn)定的氣流能產(chǎn)生異常清晰的圖像。

此外，該站點(diǎn)的南半球位置使極大型的望遠(yuǎn)鏡可以進(jìn)入銀河系的中心，而銀河系的中心有許多值得關(guān)注的原因，包括它是最近的超大質(zhì)量黑洞的所在地，以及許多附近最有趣的星系。南半球也是一些以其他波長工作的最強(qiáng)大的天文臺(tái)的所在地，使其成為協(xié)同科學(xué)觀測(cè)的理想地點(diǎn)。

一旦巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡全面投入使用，它的7個(gè)鏡陣將擁有368平方米(3,961平方英尺)的總集光面積--足以在近160公里(100英里)外看到刻在硬幣上的火炬。這樣的觀看能力是著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的10倍，是備受期待的詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的4倍，后者預(yù)計(jì)將于2021年底發(fā)射。

鏡面也是光學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，它使巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡擁有30米級(jí)超大型望遠(yuǎn)鏡(ELT)中最寬的視場(chǎng)。獨(dú)特的光學(xué)設(shè)計(jì)將使巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡在利用鏡面收集到的每一個(gè)光子時(shí)，成為光學(xué)效率最高的ELT--只需要兩次反射就可以將光引導(dǎo)到寬視場(chǎng)儀器上，只需要三次反射就可以為使用小視場(chǎng)和最高空間分辨率的儀器提供光。

“這種前所未有的集光能力、效率和圖像分辨率的結(jié)合，將使我們能夠在天文學(xué)的所有領(lǐng)域都有新的發(fā)現(xiàn)，特別是需要最高空間和光譜分辨率的領(lǐng)域，比如尋找其他地球。”巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡首席科學(xué)家麗貝卡-伯恩斯坦說。"我們將擁有以高分辨率研究行星的獨(dú)特能力，這是了解一顆行星是否像我們的地球一樣有巖石組成，是否含有液態(tài)水，以及它的大氣層是否含有正確的分子組合來信號(hào)生命的存在的關(guān)鍵。"

巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目是一個(gè)由著名大學(xué)和科學(xué)機(jī)構(gòu)組成的杰出國際聯(lián)合體的工作。

關(guān)鍵詞： 工程奇跡 第六塊子鏡