מבט עמוק אל תוך החלל

בעוד הזכוכית של מראת הענק האחרונה שלו עדיין חמה, רוג'ר אנג'ל ממשיך קדימה בתכנון טלסקופים. הטלסקופ הבא שלו אולי יוכל אפילו למצוא כוכבי לכת דמויי כדור הארץ סביב כוכבים אחרים

וייט גיבס, סיינטיפיק אמריקן

זמן לא רב אחרי שהקים את מעבדת המראות במצפה הכוכבים סטיווארד של אוניברסיטת אריזונה, ב-1984, החליט האסטרונום רוג'ר אנג'ל להכניס כמה צלוחיות פיירקס לכבשן בחצר האחורית של ביתו, כדי לקבל מושג על אופן ההתכה של זכוכית בורו-סיליקאטית. מאז ועד היום, הוא אינו מפסיק לשחק באש. זהו יום חם ומיוזע של יולי בטוסון שבאריזונה, ומראת הענק השביעית שלו הולכת ולובשת צורה בתנור מסתובב ששוקל 200 טונות מתחת לאצטדיון הפוטבול של האוניברסיטה. אחרי שבוע של חימום הגיעו גושי הבורו-סיליקאט שבתנור לטמפרטורה של 1,170 מעלות צלזיוס והתחילו להינתך. הזכוכית הנוזלית זורמת מעל עמודים משושים ויוצרת חלת דבש במשקל 21 טונות, בקוטר 8.4 מטרים ובגובה מטר אחד בערך; אבל עובי הזכוכית אינו עולה בשום מקום על שלושה סנטימטרים.
בדרך כלל עובד אנג'ל בחדר הבקרה, שם הוא צופה בחשש בקרוסלה המלובנת כשהיא משלימה חמישה סיבובים בדקה, המהירות המתאימה בדיוק להקניית העקמומיות המתונה הרצויה לראשה המוצק של חלת הדבש העשויה זכוכית. התהליך הזה, בעיני אנג'ל, מייצג גם את ראשיתו של עידן חדש באסטרונומיה וגם את הולדתו של "הטלסקופ הענק מגלן" (Giant Magellan Telescope – GMT), שישלב יחדיו שבע מראות ענקיות באמצעות מנגנוני בקרה מתוחכמים, ויעלה בביצועיו על טלסקופ החלל האבל. בפעם הראשונה שבנה צוותו מראה בגודל כזה דלפו שתי טונות של זכוכית, והעבודה התעכבה למשך כמה חודשים. המראה הראשונה הזאת של GMT בעייתית עוד יותר, מסביר אנג'ל, מפני ש"יש לה עקמומיות זדונית שנותנת לה צורה קיצונית, מסוג שאף אחד לא בנה עד עכשיו בקנה מידה כזה."
אבל הבוקר נאלץ אנג'ל לעזוב את חדר הבקרה ולהגיע לבית מלון, שם הוא מנסה לשכנע אחדים מן התורמים הגדולים ביותר למדע כי נכון להשקיע 400 מיליון דולר ב.GMT- ונדי פרידמן, מנהלת מצפי הכוכבים קרנגי השותפים ב-GMT, אומרת שיש לה אימון מלא באנג'ל וביכולתו לצקת מראות. בתור קוסמולוגית, פרידמן משתוקקת להשתמש ב-GMT לפתרון תעלומות כמו האנרגיה האפלה ו"עידן החושך" שלפני היווצרות הכוכבים והגלקסיות. אבל לא השאלות האלה הן המרתקות את אנג'ל יותר מכול.
"נכנסתי לעסק הזה מפני שאנחנו מחפשים כדור ארץ נוסף כבר אלפיים שנה, וזו הפעם הראשונה שאולי יש לנו יכולת למצוא כוכבי לכת דומים לשלנו סביב כוכבים אחרים," הוא אומר, במבטא בריטי שנשחק מעט במשך קרוב לארבעים שנה בארצות הברית. "עכשיו אפשר לשבת ולתכנן ברצינות את סוגי הטלסקופים שאנחנו צריכים כדי לקלוט תמונה של כוכב לכת דמוי כדור הארץ ולמדוד את הספקטרום שלו," כלומר, לחפש את החתימות הכימיות של מים נוזליים ושל חיים חוצניים.
אנג'ל עשה את החישובים האלה לפני שהגיע לעיצוב הבסיסי של GMT, והוא סבור שעם קצת מזל ומעט להטוטים טכניים, יהיה ביכולתו לחלץ ראיות לקיומו של עולם דמוי כדור הארץ מתוך זוהר הכוכב שהוא מקיף אותו. הפתרון שמצא – פתרון בלתי שגרתי, כדרכו – הוא סידור הקולטים הראשוניים כמו עלי הכותרת של חרצית, עם מראה סימטרית אחת במרכז וסביבה שש מראות אחרות מחוץ לציר, ולכל אחת מהן צורה מעוקמת בעליל. המכלול הזה יאסוף כמות אור כוכבים גדולה פי 4.6 מזו שמשיגים שני טלסקופי קֶק של המכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק), הגדולים ביותר בעולם כיום בקוטר של 10 מטרים.
כדי לצלם תמונות ברורות של כוכבי לכת כאלה, ישתמש GMT באופטיקה מתקדמת המתאימה את עצמה ויוצרת תמונות חדות פי 10 מאלה של האבל. כל מראה ראשונית תמקד את הפוטונים שלה במחזיר אור שניוני שקוטרו 1.1 מטר – קרום דקיק שצמודים אליו 672 מחוללי תנועה. מחשבים יסלקו את רוב הטשטוש שגורמת האטמוספרה באמצעות 1,000 התאמות קלות מדי שנייה בצורתה של כל מראה שניונית. בקיץ 2005 התקינו אנג'ל ועמיתיו מערכת דומה של אופטיקה המתאימה את עצמה ב"טלסקופ רב-המראות" (Multiple Mirror Telescope), והוכיחו כי המערכת שיפרה את כושר ההפרדה של המכשיר עד לגבול התיאורטי שלו.
"כשהתחלנו לתאר את התכניות שלנו ל-GMT, המון אנשים אמרו לנו שזה לא יצליח," אומר פיטר א' סטריטמטר, מנהל מצפה הכוכבי סטיווארד. אנג'ל נתקל בספקנות דומה לפני 20 שנה, כשהציע לראשונה (עם עמיתו ניק וולף) לבנות מראות גדולות עם גב במבנה חלת דבש, גישה שמצמצמת את המשקל בארבע חמישיות ומאפשרת למראה להסתגל לטמפרטורה של אוויר הלילה בתוך חצי שעה.
אבל הרעיון עלה יפה: לראיה מצביעה פרידמן על צמד טלסקופי מגלן, קודמיו של GMT, המצוידים במראות בעלות גב אנג'ל. הם נוצקו לפני עשר שנים, וכיום הם פועלים על אחת מפסגות האנדים בצ'ילה. "אלה הם הטלסקופים הטובים בעולם לצילום באור טבעי, אין שני להם," היא טוענת. אבל בנייתן של מראות כאלה היא עניין מסובך עד כדי כך שמעבדת המראות באריזונה היא עדיין היחידה בעולם המסוגלת לעשות זאת בקנה מידה גדול.
GMT נהנה אמנם מתמיכתם של שותפים יוקרתיים – בהם מכון קרנגי, המרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד ושל המכון הסמיתסוני, וחמש אוניברסיטאות חשובות – אבל הוא מתחרה על המימון מול כמה טלסקופי ענק אחרים. שתיים מן ההצעות המתחרות שואפות להגדיל את מבנה מראת המקטעים של קק. קלטק ואחרים רוצים לבנות מראה שקוטרה 30 מטרים. מצפה הכוכבים הדרומי האירופי מעבד תכניות משלו למצפה כוכבים של 100 מטרים שייקרא OWL (ינשוף; ראשי התיבות באנגלית של טלסקופ נורא גדול), ויעלה 1.2 מיליארד אירו.
"אולי זה יגיע לדו קרב, ורק אחד יישאר בחיים לקבל את המימון," אומר אנג'ל. כדי לתפוס מקום טוב באמצע, בחרו תומכי GMT להוציא כמעט את כל 20 מיליוני הדולרים שעמדו לרשותם, כהשקעה ראשונית, על המראה המוזרה ויוצאת הדופן הזאת. "כל שאר הקבוצות שחושבות על טלסקופים גדולים ממש עדיין מכינות ראשי פרקים," הוא אומר. "אנחנו הראשונים שכבר עושים משהו בעניין."
לאחר שכבר כמעט דילג מעל המשוכה הזאת, מפנה עתה אנג'ל את דעתו לעניינים אחרים. "כשהעסק מגיע לשלב התכנון, רוג'ר מיד עובר קדימה לעניין המרתק הבא," אומרת פרידמן. "הוא פשוט מלא ברעיונות שמחוללים מהפכה באופן בנייתם של טלסקופים." הרעיונות האלה כוללים עכשיו עיצובים לטלסקופים גדולים במעמקי החלל ובקוטבי כדור הארץ והירח.
במאמרים שפרסם לא מזמן הציע אנג'ל את כיפה C, רמה במרכז אנטארקטיקה שגובהה 3,300 מטרים מעל פני הים, כאתר כמעט אידאלי לתצפיות. "בכיפה C, כמעט כל גורם איכותי שחשוב לתצפית אסטרונומית מן הקרקע עדיף פי שניים או יותר על כל מקום אחר בעולם," מתלהב אנג'ל. הבסיס הקוטבי שהוקם שם בשנה שעברה נהנה, בממוצע, מן הרוחות המעטות ביותר, מן הטמפרטורות הנמוכות ביותר ומן האוויר היבש ביותר מכל מקום אחר שהגיעו אליו בני אדם. אף על פי שהקרן הלאומית למדעים של ארה"ב דחתה לא מזמן הצעה לבניית טלסקופ של שני מטרים באנטארקטיקה, אנג'ל ממשיך לקדם את הרעיון. "טלסקופ של 100 מטר שם יוכל להתחרות עם הדברים הכי טובים שאפשר לעשות בחלל," הוא טוען.

כמובן, לחלל יש פיתויים משלו. אנג'ל כבר ניתח את היתרונות של בניית טלסקופ של 20 מטרים על הירח, שיותקן במכתש על יד הקוטב הדרומי של הירח, בעזרת בריכה מסתחררת של נוזל מחזיר אור שתשמש כמראה. "המחשבה על הצבת משהו כזה על הירח גורמת פיק ברכיים לרוב האסטרונומים, מפני שזה צריך להיות הזנב של כלב גדול מאוד," הוא מודה. אבל טלסקופ כזה, שיתבונן זמן ממושך בחלקת שמים יחידה מעליו, יוכל להציץ ממש עד שולי היקום הנצפה.
גם אם יזכה "הטלסקופ הענק מגלן" במימון, ספק אם הוא יראה אור ראשון לפני אמצע העשור הבא. אנג'ל בן ה-64 יודע שאין לו סיכוי רב לראות בהשלמתו של אף לא אחד מן התכנונים השאפתניים עוד יותר שלו, אבל אין הדבר מדאיג אותו. "זה כמו לבנות קתדרלה," הוא אומר. "אתה לא יכול להעמיד כתנאי מקדים את הרצון שלך לראות בהשלמתה בימי חייך."

ידען הטלסקופים
לאתר סיינטיפיק אמריקן בעברית בו גם ניתן לרכוש מנוי לכתב העת
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~407088174~~~249&SiteName=hayadan