Velik dio svemira astronomima je i dalje teško dostupan jer ga zaklanjaju hladni plin i kozmička prašina. Europski projekt AtLAST zamišljen je kao 50-metarski submilimetarski teleskop koji bi mogao mapirati upravo ta skrivena područja, od udaljenih galaksija do mjesta na kojima nastaju zvijezde i planeti.
Pola galaktičke svjetlosti skriva se iza prašine
Svemir koji vidimo teleskopima nije potpun. Mnoge galaksije sadrže golema područja hladnog plina i prašine, osobito prema svojim središtima i u zonama intenzivnog nastanka zvijezda. Takav materijal zaklanja vidljivo svjetlo i čini velik dio galaktičke aktivnosti teško dostupnim klasičnim opservacijama.
Procjene govore da je otprilike polovica svjetlosti koju proizvode galaksije povezana s područjima skrivenima u prašini. To ne znači da je taj dio svemira nevidljiv u apsolutnom smislu, nego da ga treba promatrati drugim valnim duljinama. Ključan je submilimetarski dio spektra, između infracrvenog i radiozračenja.
Astrofizičarka Claudia Cicone sa Sveučilišta u Oslu upozorava da bez submilimetarskih opservacija astronomi dobivaju iskrivljenu sliku svemira. Najgušća, najhladnija i najzaklonjenija područja često su upravo ona u kojima se odvija važan dio galaktičkog razvoja.
Dosadašnji instrumenti, posebno ALMA u čileanskoj pustinji Atacama, već su pokazali koliko se toga može otkriti u tom području spektra. No ALMA je građena za iznimno precizne poglede u mala područja neba. Za sustavnu kartu skrivenog plina i prašine potreban je drukčiji instrument.
AtLAST bi gledao široko, ondje gdje ALMA gleda duboko
Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope, skraćeno AtLAST, zamišljen je kao najveći submilimetarski teleskop te vrste. Njegovo primarno zrcalo imalo bi promjer od 50 metara, a cijeli bi opservatorij bio smješten blizu ALMA-e, na više od pet kilometara nadmorske visine u pustinji Atacama.
Razlika između ta dva instrumenta nije samo u veličini. ALMA se može usporediti s mikroskopom: daje vrlo oštar pogled, ali na uski dio neba. AtLAST bi bio instrument širokog pogleda. U jednoj opservaciji mogao bi pokriti područje neba veliko do 16 prividnih Mjeseca.
To je važno jer astronomi ne žele proučiti samo nekoliko zaklonjenih galaksija, nego napraviti popis velikih područja neba. Takva karta mogla bi pokazati gdje se nalazi hladni plin, kako je raspoređena prašina, gdje nastaju zvijezde i koliko je galaksija dosad ostalo skriveno u zajedničkom, nerazlučivom sjaju.
Projektna faza AtLAST2 traje do 2028. godine. U njoj se razvijaju ključne tehnologije, od optike i sustava upravljanja do obrade velikih količina podataka. Projekt vodi europski tim, ali uključuje i partnere iz Čilea, Južne Afrike, Kanade, Tajvana, Tajlanda, Novog Zelanda, Japana i Sjedinjenih Američkih Država.
Opservatorij od 4.400 tona bez fosilnih goriva
AtLAST bi bio golem instrument. Njegovo primarno zrcalo sastojalo bi se od aluminijskih panela, oslonjenih na masivnu čeličnu konstrukciju. Ukupna masa procjenjuje se na oko 4.400 tona. Sekundarno zrcalo imalo bi promjer od 12 metara, što je samo po sebi više od promjera mnogih velikih teleskopa.
Unatoč takvim dimenzijama, projekt je zamišljen bez oslanjanja na fosilna goriva. Tim istražuje kombinaciju sunčeve energije, baterija, skladištenja energije u metalnim hidridima i povrata energije pri kočenju teleskopa. Kada se golema konstrukcija zaustavlja nakon pomicanja, dio energije mogao bi se vratiti u sustav kao električna energija, po načelu sličnom hibridnim vozilima.
Plan uključuje i proizvodnju čelika i aluminija uz energiju s gotovo nultim emisijama ugljika. Time AtLAST nije samo astronomski projekt, nego i test za buduće velike znanstvene infrastrukture. Pitanje više nije samo koliko daleko i precizno možemo gledati, nego i kako graditi opservatorije te veličine u razdoblju klimatskih ograničenja.
Galaksije koje se danas gube u zajedničkom sjaju
Jedan od velikih problema u promatranju najudaljenijih prašnjavih galaksija jest to što se njihova svjetlost često stapa u jednu nerazgovijetnu pozadinu. Astronomi mogu zabilježiti zračenje iz dubokog svemira, ali ne mogu uvijek odrediti potječe li ono iz jedne galaksije, desetak njih ili iz cijele skupine udaljenih izvora.
AtLAST bi mogao razdvojiti mnoge od tih skrivenih izvora. Prema procjenama istraživačkog tima, u 1.000 sati opservacija mogao bi otkriti do 50 milijuna galaksija. Takav bi katalog znanstvenicima omogućio da mnogo preciznije prate kako su se galaksije mijenjale kroz kozmičku povijest i kakvu su ulogu u tome imali hladni plin i prašina.
Teleskop bi mogao pomoći i u potrazi za tvari koju modeli predviđaju oko galaksija, ali ju je teško pronaći u vidljivom svjetlu. Riječ je o vrućem i hladnom plinu u galaktičkom okolišu, materijalu koji povezuje pojedine galaksije s većom kozmičkom mrežom i utječe na njihov rast.
Doseg AtLAST-a ne bi završavao na udaljenim galaksijama. Instrument bi mogao proučavati molekularne oblake i diskove oko mladih zvijezda, područja u kojima se rađaju zvijezde i oblikuju planetarni sustavi. Mogao bi tražiti i molekule važne za razumijevanje kemijskih preduvjeta života. Bliže Zemlji, u Sunčevu sustavu, mogao bi pratiti Sunčevu atmosferu i promjene povezane sa Sunčevim bakljama.
AtLAST je zamišljen za radni vijek od 50 godina, uz instrumente koji bi se mogli nadograđivati. Ako bude izgrađen, njegova najveća vrijednost možda neće biti samo u galaksijama koje astronomi već očekuju pronaći. Široko vidno polje moglo bi uhvatiti i kratkotrajne submilimetarske pojave koje današnji instrumenti ne mogu sustavno pratiti.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
