Över hela världen byggs några verkligt banbrytande teleskop som kommer att inleda en ny tid av astronomi. Platserna inkluderar berget Mauna Kea på Hawaii, Australien, Sydafrika, sydvästra Kina och Atacamaöknen - en avlägsen platå i de chilenska Anderna. I denna extremt torra miljö byggs flera matriser som gör det möjligt för astronomer att se längre in i kosmos och med högre upplösning.
En av dessa är European Southern Observatory's (ESO) Extremt stort teleskop (ELT), en nästa generations matris med en komplex primärspegel som mäter 39 meter (128 fot) i diameter. Just nu är konstruktion på gång ovanpå Andesberget Cerro Armazones, där konstruktionsteam är upptagna med att hälla grunden för det största teleskopet som varje byggts.
Byggandet av ELT påbörjades i maj 2017 och är för närvarande planerat att vara klart 2024. Tidigare har ESO indikerat att det kommer att kosta cirka 1 miljard euro (1,12 miljarder dollar) att bygga ELT - baserat på 2012-priser. Justerat för inflation, som räknas ut till 1,23 miljarder dollar 2018, och ungefär 1,47 miljarder dollar (antar en inflation på 3%) fram till 2024.
Förutom de höga höjdförhållanden som är nödvändiga för effektiv astronomi, där atmosfärisk störning är låg och det inte finns någon ljusförorening, behövde ESO ett stort, plant utrymme för att lägga ELT: s grunder. Eftersom en sådan plats inte fanns, byggde ESO en genom att platta toppen av Cerro Armazones-berget i Chile. Som bilden överst visar är webbplatsen nu täckt av en sträng fundament.
Nyckeln till ELT: s avbildningsmöjligheter är det den honungskakade primära spegeln, som i sig består av 798 hexagonala speglar, som var och en mäter 1,4 (4,6 fot) meter i diameter. Denna mosaikliknande struktur är nödvändig eftersom det för närvarande inte är möjligt att bygga en 39-metersspegel som kan producera kvalitetsbilder.
Som jämförelse är ESO: s Very Large Telescope (VLT) - det största och mest avancerade teleskopet i världen för närvarande - beroende av fyra enhetsteleskop som har speglar som mäter 8,2 m (27 ft) i diameter och fyra rörliga hjälpteleskop med speglar som mäter 1,8 m (5,9 ft) i diameter. Genom att kombinera ljus från dessa teleskop (en process som kallas interferometri) kan VLT uppnå upplösningen av en spegel som mäter upp till 200 m (656ft).
Den 39 meter långa ELT-enheten kommer dock att ha betydande fördelar jämfört med VLT, med ett samlingsområde som är hundra gånger större och förmågan att samla hundra gånger mer ljus. Detta tillåter observationer av mycket svagare föremål. Dessutom kommer ELT: s bländare inte att utsättas för några luckor (vilket är fallet med interferometri) och bilderna som den tar behöver inte behandlas noggrant.
Sammantaget kommer ELT att samla ungefär 200 gånger så mycket som ljus Hubble rymdteleskop, vilket gör det till det mest kraftfulla teleskopet i det optiska och infraröda spektrumet. Med sina kraftfulla speglar och anpassningsbara optiksystem för att korrigera för atmosfärisk turbulens förväntas ELT kunna direkt avbilda exoplaneter runt avlägsna planeter, något som sällan är möjligt med befintliga teleskop.
På grund av detta inkluderar ELT: s vetenskapliga mål direkt avbildning av steniga exoplaneter som går i närheten av deras stjärnor, vilket till slut kommer att göra det möjligt för astronomer att kunna karakterisera atmosfärerna från ”jordliknande” planeter. I detta avseende kommer ELT att vara en spelväxlare i jakten på potentiellt bebobara världar bortom vårt solsystem.
Dessutom kommer ELT att kunna mäta accelerationen av expansionen av universum direkt, vilket gör att astronomer kan lösa ett antal kosmologiska mysterier - till exempel den roll som Dark Energy spelade i kosmisk evolution. Arbetare bakåt kommer astronomer också att kunna konstruera mer omfattande modeller av hur universum utvecklades över tid.
Detta kommer att förstärkas av det faktum att ELT kommer att kunna utföra rumsligt löst spektroskopiska undersökningar av hundratals massiva galaxer som bildades i slutet av "Dark Ages" - ungefär 1 miljard år efter Big Bang. På så sätt kommer ELT att fånga bilder av de tidigaste stadierna av galaxbildning och ge information som hittills endast varit tillgänglig för närliggande galaxer.
Allt detta kommer att avslöja de fysiska processerna bakom bildandet och omvandlingen av galaxer under miljarder år. Det kommer också att driva övergången från våra nuvarande kosmologiska modeller (som till stor del är fenomenologiska och teoretiska) till en mycket mer fysisk förståelse för hur universum utvecklades över tid.
Under de kommande åren kommer ELT att förenas av andra nästa generations teleskop som Trettio meter teleskop (TMT), den Giant Magellan Telescope (GMT), den Kvadratkilometer Array (SKA) och Femhundra meter aperture sfäriskt teleskop (SNABB). Samtidigt rymdbaserade teleskop som Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) och James Webb rymdteleskop (JWST) förväntas ge otaliga upptäckter.
En revolution inom astronomi kommer, och snart!
