4MOST teleskoop nägi esimest valgust

Astronoomias tähistab termin "esimene valgus" hetke kui mõni uus teleskoop, observatoorium või vaatlusprogramm teeb oma esimese vaatluse. Tihtipeale on selle eesmärgiks terve süsteemi valmisolekut testida. Oktoobri keskel saabus "esimene valgus" Euroopa Lõunaobservatooriumi (ESO) Tšiilis asuvasse 4-meetrisesse Multi-Object Spectroscopic Telescope (4MOST) teleskoopi, mille loomisel on kaasa löönud ka Tartu Ülikooli Tartu observatooriumi teadlased.

4MOST vaatlusprogramm kasutab ära Tšiilis asuvat 4,1 meetrist ja väga laia vaateväljaga teleskoopi VISTA, mille fokaaltasandisse (tasand, kuhu teleskoobi poolt kogutud valgus fookusesse jõuab) on paigaldatud 2436 inimese juuksekarva paksusega võrreldavat optilist fiibrit. Kuusnurkses asetuses ja mingil määral individuaalselt liigutatavad fiibrid on omakorda ühendatud spektrograafidega - optiliste seadeldistega, mis suudavad fiibrisse langevat valgust lahutada spektriteks. Neid spektreid uurides on võimalik öelda kauge objekti (või objektide kogumi) temperatuuri, keemilist koostist, suhtelist liikumiskiirust ja palju muud.

VISTA teleskoobi skeem koos 4MOST instrumentidega.

4,1-meetrine VISTA teleskoop Tšiilis Paranali observatooriumis.

VISTA teleskoop suudab tänu oma laiale vaateväljale näha taevas ala, mille laius on umbes viis täiskuud. Selle ala sisse jäävad tuhanded Linnutee tähed, kauged täheparved ja veelgi kaugemad galaktikad ja kvasarid. Kui niiöelda tavalise spktrograafiga opereerides peaks igale objektile keskenduma eraldi, suudab 4MOST tänu tuhandetele pisikestele kiududele samaaegselt mõõta üle 2400 objekti spektri. Iga selline vaatlus võtab aega umbes 10-20 minutit, mis tähendab, et ainuüksi esimese viie aasta jooksul suudab 4MOST luua kataloogi üle 25 miljoni lõunataeva objekti spektrist. Terve vaatlusprogrammi kestvuseks planeeritakse aga 15 aastat.

Nii paljude objektide spektrite ja seega nende füüsikaliste omaduste mõõtmisel on mitu olulist eesmärki. Näiteks viimase 12 aasta jooksul mõõtis Euroopa Kosmoseaegntuuri Gaia satelliit enneolematult täpselt ära ligemale 1,7 miljardi Linnutee tähe asukohad, kaugused ja nende liikumised vaatlussuunaga risti. 4MOSTI spektrite abil saab aga ära mõõta paljude miljonite tähtede kiirused pikki vaatlussuunda. Neid kahte mõõtmist kombineerides saab teada nende tähtede reaalsed liikumised, mis annavad võimaluse koostada täpseid Linnutee kolmemõõtmelisi tähekaarte. Sarnaselt on saksa eROSITA röntgensatelliit suutnud kaardistada sadade tuhandete kaugete galaktikaparvede ja kvasarite (noored aktiivsed galaktikatuumad varajases universumis) asukohad taevas. 4MOSTI abil saab nüüd kindlaks teha nende samade objektide kaugused. See kõik pakub senisest oluliselt paremat ettekujutust tumeda energia rollist ja suurusest meie universumi arengus. Lisaks sellele suudab 4MOST mõõta noovade, supernoovade ja näiteks aktiivsete mustade aukude spektreid.

Teleskoobi fokaaltasandis asuv 2436 fiibrist koosnev võrgustik. Igat fiibrit saab mingil määral liigutada, et see saaks jäädvustada konkreetse objekti spekri.

4MOSTI esimene vaatlus Skulptori galaktika ja kerasparv NGC288 lähistele. Iga värviline täpp on üks jäädvustatud spekter. Erinevad värvid tähistavad erinevate objektide kategooriaid. Kahel pool näited jäädvustatud spektritest.

Kuna 4MOSt näeb korraga väga erineva iseloomuga objekte, on selle vaatluste võimalikult optimaalne planeerimine (millal ja kuhu vaadata?) olnud võrdlemisi suur matemaatiline probleem. Just selleks vajalike algoritmide välja töötamisega ongi viimased aastad tegelenud Eesti astronoomid Elmo Tempel ja Taavi Tuvikene. Kokku on 4MOSTIga seotud ligi 700 teadlast 30-st teadusasutusest.

Vaatlusprogrammi ametlik osa peaks algama millalgi järgmise aasta kevadel. 18. oktoobril oli aga pidulik hetk, kui valminud teleskoop suunati esmakordselt taevasse Skulptori galaktika ja kerasparv NGC288 lähistele ning talletati esimesed spektrid.

4MOSTi ehitusest ja eesmärkidest kirjutas paar aastat tagasi pikemalt Elmo Tempel ajakirjas Horisont. Artiklit saab lugeda siit: https://teadus.postimees.ee/.../4most-jargmise-polvkonna...

All ülevaatlik video 4MOST esimesest valgusest. Allikas: ESO