Trên khắp thế giới, một số kính viễn vọng thực sự đột phá đang được chế tạo sẽ mở ra một kỷ nguyên mới của thiên văn học. Các địa điểm bao gồm núi Mauna Kea ở Hawaii, Úc, Nam Phi, Tây Nam Trung Quốc và sa mạc Atacama - một cao nguyên xa xôi ở Andes Chile. Trong môi trường cực kỳ khô hạn này, nhiều mảng đang được xây dựng sẽ cho phép các nhà thiên văn nhìn xa hơn vào vũ trụ và với độ phân giải cao hơn.
Một trong số đó là Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO) Kính thiên văn cực lớn (ELT), một mảng thế hệ tiếp theo sẽ có một gương chính phức tạp có đường kính 39 mét (128 feet). Tại thời điểm này, việc xây dựng đang được tiến hành trên đỉnh núi Cerro Armazones của Andean, nơi các đội xây dựng đang bận rộn đổ nền móng cho kính viễn vọng lớn nhất mỗi chiếc được chế tạo.
Việc xây dựng ELT bắt đầu vào tháng 5 năm 2017 và hiện đang được lên kế hoạch hoàn thành vào năm 2024. Trước đây, ESO đã chỉ ra rằng sẽ tốn khoảng 1 tỷ Euro (1,12 tỷ đô la) để xây dựng ELT - dựa trên giá của năm 2012. Điều chỉnh theo lạm phát, con số này lên tới 1,23 tỷ đô la vào năm 2018 và khoảng 1,47 tỷ đô la (giả sử tỷ lệ lạm phát là 3%) vào năm 2024.
Ngoài các điều kiện độ cao cần thiết cho thiên văn học hiệu quả, nơi giao thoa khí quyển thấp và không có ô nhiễm ánh sáng, ESO cần một không gian rộng lớn, bằng phẳng để đặt nền móng ELT. Vì vị trí như vậy không tồn tại, ESO đã xây dựng một địa điểm bằng cách san phẳng đỉnh núi Cerro Armazones ở Chile. Như hình ảnh ở các chương trình hàng đầu, trang web hiện được bao phủ bởi một chuỗi các nền tảng.
Chìa khóa cho khả năng chụp ảnh ELT, đó là gương chính hình tổ ong, nó được tạo thành từ 798 gương lục giác, mỗi gương có đường kính 1,4 (4,6 feet). Cấu trúc giống như khảm này là cần thiết khi xem cách xây dựng một chiếc gương 39 mét duy nhất có khả năng tạo ra hình ảnh chất lượng hiện không thể thực hiện được.
Để so sánh, Kính thiên văn rất lớn của ESO (VLT) - kính viễn vọng lớn nhất và tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay - dựa vào bốn Kính viễn vọng Đơn vị có gương có đường kính 8.2 m (27 ft) và bốn Kính viễn vọng phụ có thể di chuyển với gương có kích thước 1,8 m (5,9 ft) đường kính. Bằng cách kết hợp ánh sáng từ các kính thiên văn này (một quá trình được gọi là giao thoa kế), VLT có thể đạt được độ phân giải của gương có kích thước lên tới 200 m (656ft).
Tuy nhiên, ELT 39 mét sẽ có lợi thế đáng kể so với VLT, tự hào với diện tích thu thập lớn hơn gấp trăm lần và khả năng thu thập ánh sáng gấp một trăm lần. Điều này sẽ cho phép quan sát các đối tượng mờ hơn nhiều. Ngoài ra, khẩu độ ELT lề sẽ không phải chịu bất kỳ khoảng trống nào (đó là trường hợp giao thoa kế) và hình ảnh mà nó chụp sẽ không cần phải xử lý nghiêm ngặt.
Tất cả đã nói, ELT sẽ thu thập ánh sáng gấp 200 lần so với Kính thiên văn vũ trụ Hubble, làm cho nó trở thành kính viễn vọng mạnh nhất trong quang phổ và hồng ngoại. Với hệ thống gương và hệ thống quang học thích ứng mạnh mẽ để điều chỉnh sự nhiễu loạn của khí quyển, ELT dự kiến sẽ có thể trực tiếp hình ảnh các ngoại hành tinh xung quanh các hành tinh xa xôi, điều hiếm khi có thể xảy ra với các kính viễn vọng hiện có.
Do đó, các mục tiêu khoa học của ELT, bao gồm hình ảnh trực tiếp các ngoại hành tinh đá quay gần các ngôi sao của chúng, cuối cùng sẽ cho phép các nhà thiên văn học có thể mô tả bầu khí quyển của các hành tinh giống Trái đất. Về mặt này, ELT sẽ là người thay đổi cuộc chơi trong cuộc săn tìm những thế giới có thể ở được ngoài Hệ mặt trời của chúng ta.
Hơn nữa, ELT sẽ có thể đo trực tiếp gia tốc của sự giãn nở của Vũ trụ, điều này sẽ cho phép các nhà thiên văn học giải quyết một số bí ẩn vũ trụ - như vai trò của Năng lượng tối trong quá trình tiến hóa vũ trụ. Hoạt động ngược, các nhà thiên văn học cũng sẽ có thể xây dựng các mô hình toàn diện hơn về cách thức Vũ trụ phát triển theo thời gian.
Điều này sẽ được củng cố bởi thực tế là ELT sẽ có thể thực hiện các cuộc khảo sát quang phổ được giải quyết theo không gian của hàng trăm thiên hà khổng lồ hình thành vào cuối thời kỳ Dark Dark Ages - khoảng 1 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Khi làm như vậy, ELT sẽ ghi lại hình ảnh của các giai đoạn sớm nhất của sự hình thành thiên hà và cung cấp thông tin cho đến nay chỉ có sẵn cho các thiên hà gần đó.
Tất cả những điều này sẽ tiết lộ các quá trình vật lý đằng sau sự hình thành và biến đổi của các thiên hà trong quá trình hàng tỷ năm. Nó cũng sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi từ các mô hình vũ trụ hiện tại của chúng ta (phần lớn là hiện tượng học và lý thuyết) sang sự hiểu biết vật lý hơn nhiều về cách thức Vũ trụ phát triển theo thời gian.
Trong những năm tới, ELT sẽ được kết hợp với các kính thiên văn thế hệ tiếp theo khác như Kính thiên văn ba mươi mét (TMT), Kính thiên văn Magellan khổng lồ (GMT), Mảng vuông Kilômét (SKA) và Kính thiên văn hình cầu khẩu độ năm trăm mét (NHANH). Đồng thời, các kính thiên văn dựa trên không gian như Xuyên qua vệ tinh khảo sát Exoplanet (BÀI) và Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) dự kiến sẽ cung cấp vô số khám phá.
Một cuộc cách mạng trong thiên văn học đang đến, và sẽ sớm thôi!
