Kredit gambar: Gemini
Bagi pelabur yang mencari perkara pasti, lapisan perak pada cermin teleskop Gemini South 8-meter mungkin kelihatan seperti rahsia orang dalam untuk melabur dalam logam berharga ini untuk keuntungan yang besar. Namun, ternyata cermin besar ini memerlukan kurang dari dua ons (50 gram) perak, tidak cukup untuk mendaftar di pasaran logam berharga. Pulangan sebenar pelaburan berkilau Gemini adalah cara memberikan kepekaan yang belum pernah terjadi sebelumnya dari tanah ketika mempelajari objek hangat di angkasa.
Lapisan baru - yang pertama seumpamanya yang melapisi permukaan cermin astronomi yang sangat besar - adalah antara langkah terakhir untuk menjadikan Gemini sebagai teleskop inframerah paling kuat di planet kita. "Tidak ada keraguan bahawa dengan lapisan ini, teleskop Gemini Selatan akan dapat menjelajahi wilayah pembentukan bintang dan planet, lubang hitam di pusat galaksi dan objek lain yang telah menghindari teleskop lain hingga sekarang," kata Charlie Telesco dari University of Florida yang pakar dalam mengkaji kawasan pembentukan bintang dan planet di inframerah pertengahan.
Meliputi cermin Gemini dengan perak menggunakan proses yang dikembangkan selama beberapa tahun ujian dan eksperimen untuk menghasilkan lapisan yang memenuhi syarat ketat penyelidikan astronomi. Jurutera optik utama Gemini, Maxime Boccas yang mengawasi pengembangan lapisan cermin berkata, "Saya rasa anda dapat mengatakan bahawa setelah beberapa tahun bekerja keras untuk mengenal pasti dan menyesuaikan lapisan terbaik, kami telah menemui lapisan perak kami!"
Sebilangan besar cermin astronomi dilapisi dengan aluminium menggunakan proses penyejatan, dan memerlukan penyambungan semula setiap 12-18 bulan. Oleh kerana cermin Gemini kembar dioptimumkan untuk melihat objek dalam panjang gelombang optik dan inframerah, lapisan yang berbeza ditentukan. Merancang dan melaksanakan proses pelapisan perak untuk Gemini dimulakan dengan reka bentuk ruang salutan berkembar selebar 9 meter yang terletak di kemudahan pemerhati di Chile dan Hawaii. Setiap kilang pelapisan (awalnya dibina oleh Royal Greenwich Observatory di UK) menggabungkan peranti yang disebut magnetron untuk "menyemburkan" lapisan pada cermin. Proses sputtering diperlukan ketika menggunakan lapisan berlapis pada cermin Gemini untuk mengawal ketebalan pelbagai bahan yang tersimpan di permukaan cermin dengan tepat. Proses pelapisan yang serupa biasanya digunakan untuk kaca seni bina untuk mengurangkan kos penyaman udara dan menghasilkan pantulan estetik dan warna pada kaca pada bangunan, tetapi ini adalah pertama kalinya ia digunakan pada cermin teleskop astronomi yang besar.
Lapisan dibuat dalam timbunan empat lapisan individu untuk memastikan bahawa perak melekat pada dasar kaca cermin dan dilindungi dari unsur-unsur persekitaran dan reaksi kimia. Seperti yang diketahui oleh sesiapa sahaja yang mempunyai barang perak, celup pada perak akan mengurangkan pantulan cahaya. Kemerosotan lapisan yang tidak dilindungi pada cermin teleskop akan memberi kesan yang mendalam terhadap kinerjanya. Ujian yang dilakukan di Gemini dengan berpuluh-puluh sampel cermin kecil selama beberapa tahun terakhir menunjukkan bahawa lapisan perak yang digunakan pada cermin Gemini harus tetap sangat reflektif dan dapat digunakan selama sekurang-kurangnya satu tahun antara pemasangan semula.
Selain cermin utama yang besar, cermin sekunder teleskop 1 meter dan cermin ketiga yang mengarahkan cahaya ke instrumen saintifik juga dilapisi menggunakan lapisan perak yang dilindungi yang sama. Gabungan ketiga lapisan cermin ini serta pertimbangan reka bentuk lain semuanya bertanggungjawab untuk peningkatan dramatik kepekaan Gemini terhadap sinaran inframerah termal.
Ukuran utama prestasi teleskop dalam inframerah adalah emisivasinya (berapa banyak haba yang dikeluarkannya berbanding dengan jumlah yang secara teorinya dapat dipancarkan) di bahagian spektrum terma atau inframerah pertengahan. Pelepasan ini menghasilkan kebisingan latar yang harus diukur sumber astronomi. Gemini mempunyai jumlah pancaran termal terendah daripada teleskop astronomi besar di tanah, dengan nilai di bawah 4% sebelum menerima lapisan peraknya. Dengan lapisan baru ini, emisiviti Gemini South akan menurun kepada sekitar 2%. Pada beberapa panjang gelombang ini mempunyai kesan yang sama terhadap kepekaan dengan meningkatkan diameter teleskop Gemini dari 8 hingga lebih dari 11 meter! Hasilnya adalah peningkatan yang signifikan dalam kualiti dan jumlah data inframerah Gemini, yang memungkinkan pengesanan objek yang akan hilang dalam kebisingan yang dihasilkan oleh panas yang memancar dari teleskop. Adalah biasa di antara teleskop darat lain yang mempunyai nilai emisiviti melebihi 10%
Prosedur recoating berjaya dilakukan pada 31 Mei, dan cermin Gemini South yang baru dilapisi telah dipasang semula dan dikalibrasi di teleskop. Jurutera sedang menguji sistem sebelum mengembalikan teleskop ke operasi penuh. Cermin Gemini North di Mauna Kea akan menjalani proses pelapisan yang sama sebelum akhir tahun ini.
Kenapa Perak?
Sebab mengapa ahli astronomi ingin menggunakan perak sebagai permukaan cermin teleskop terletak pada kemampuannya untuk memantulkan beberapa jenis sinaran inframerah dengan lebih berkesan daripada aluminium. Namun, bukan hanya jumlah cahaya inframerah yang dipantulkan tetapi juga jumlah radiasi yang sebenarnya dipancarkan dari cermin (emisiviti termalnya) yang menjadikan perak begitu menarik. Ini adalah masalah penting ketika memerhatikan di spektrum inframerah (termal) pertengahan, yang pada dasarnya adalah kajian tentang haba dari angkasa. Kelebihan utama perak ialah mengurangkan jumlah pelepasan haba teleskop. Ini seterusnya meningkatkan kepekaan instrumen inframerah pertengahan di teleskop dan membolehkan kita melihat objek hangat seperti taman asuhan bintang dan planet dengan lebih baik ,? kata Scott Fisher seorang astronom inframerah pertengahan di Gemini.
Kelebihannya adalah pada harga. Untuk menggunakan perak, lapisan mesti dilapisi dalam beberapa lapisan, masing-masing dengan ketebalan yang sangat tepat dan seragam. Untuk melakukan ini, peranti yang disebut magnetron digunakan untuk menerapkan lapisan. Mereka berfungsi dengan mengelilingi plat logam yang sangat murni (disebut sasaran) dengan awan gas plasma (argon atau nitrogen) yang mengetuk atom keluar dari sasaran dan meletakkannya secara seragam pada cermin (yang berputar perlahan di bawah magnetron). Setiap lapisan sangat nipis; dengan lapisan perak hanya kira-kira 0.1 mikron tebal atau kira-kira 1/200 ketebalan rambut manusia. Jumlah perak yang disimpan di cermin kira-kira sama dengan 50 gram.
Mengkaji Haba Berasal dari Angkasa
Beberapa objek yang paling menarik di alam semesta memancarkan sinaran di bahagian spektrum inframerah. Selalunya digambarkan sebagai "sinaran panas", cahaya inframerah lebih merah daripada cahaya merah yang kita lihat dengan mata kita. Sumber yang dipancarkan dalam panjang gelombang ini dicari oleh para astronom kerana sebahagian besar radiasi inframerah mereka dapat melalui awan debu gas yang mengaburkan dan mengungkapkan rahsia yang tersembunyi dari pandangan. Rejim panjang gelombang inframerah dibahagikan kepada tiga wilayah utama, inframerah dekat, pertengahan dan jauh. Inframerah dekat jauh di luar apa yang dapat dilihat oleh mata manusia (lebih merah daripada merah), inframerah pertengahan (sering disebut inframerah termal) mewakili panjang gelombang cahaya yang lebih lama biasanya dikaitkan dengan sumber haba di ruang angkasa, dan inframerah jauh mewakili kawasan yang lebih sejuk.
Lapisan perak Gemini akan memungkinkan peningkatan yang paling ketara di bahagian inframerah terma spektrum. Kajian dalam julat panjang gelombang ini merangkumi kawasan pembentukan bintang dan planet, dengan kajian intensif yang bertujuan untuk memahami bagaimana sistem suria kita sendiri terbentuk sekitar lima bilion tahun yang lalu.
Sumber Asal: Siaran Berita Gemini
