Large Zenith Telescope (LZT) er et teleskop med en diameter på 6,0 meter. Det befinder sig i University of British Columbias Malcolm Knapp Research Forest, ca. 70 km øst for Vancouver. Det er et af de største optiske teleskoper af sin type — et såkaldt flydende-spejl- eller zenit-teleskop.

Hvordan virker et flydende spejl?

Et zenit-teleskop kan kun observere direkte opad (mod zenit). Det tillader brug af et spejl, som er en jævnt roterende skål fyldt med flydende kviksølv. Når kviksølvet roterer, danner overfladen automatisk en præcis parabolsk form, som virker som et fokuserende spejl. LZT bruger et meget tyndt lag kviksølv (opgivet til omkring 28 liter) og får spejloverfladen til at rotere med én omdrejning hvert 8,5. sekund — det svarer til cirka 7 omløb pr. minut. Det indfaldende lys fra zenith reflekteres mod et fokus, hvor en CCD-detektor registrerer billedet.

For at følge stjerners passage over zenit anvender LZT en elektronisk teknik kaldet drift-scanning eller Time-Delay Integration (TDI): CCD'ens ladning flyttes i takt med stjerners bevægelse på himlen, så lange eksponeringer kan tages uden at billedet sløres af jordens rotation.

Videnskabelige anvendelser

  • Dybe, brede billedundersøgelser af den samme himmelsstribe — nyttigt til photometri og statistiske studier af galakser.
  • Søgning og overvågning af variable objekter og transiente fænomener (f.eks. supernovaer), fordi teleskopet gentagne gange observerer samme himmelstribe.
  • Undersøgelser af stjernetætheder, galaksefordeling og fotometriske rødforskydningsskøn for store prøver af objekter.
  • Teknologisk udvikling af flydende spejl-teknik og drift-scanning til brug i fremtidige instrumenter.

Fordele og begrænsninger

  • Fordele: Flydende spejle er relativt billige at fremstille i store diameter sammenlignet med polerede glaspejle. De giver stor lysopsamling for relativt lav pris og enkel mekanik.
  • Begrænsninger: Et zenit-teleskop kan kun observere himlen direkte over sig (kun en smal bånd langs en given deklination over tid), det kan ikke pege mod andre himmelretninger. Desuden anvendes flydende kviksølv, som er giftigt, og kræver sikker indkapsling og håndtering. Også billedkvaliteten er bundet til de lokale atmosfæriske forhold ved zenit.

Historie og konstruktion

Teleskopet blev bygget i 1994 ved hjælp af dele fra NASA Orbital Debris Observatory-teleskopet med en diameter på tre meter, som var taget ud af drift nogle år tidligere efter flere års brug. Konstruktionen udnyttede ideen om at kombinere et stort, roterende kviksølvspejl med moderne CCD-teknik og drift-scanning for at kunne gennemføre omkostningseffektive surveys.

Efter idriftsættelsen blev LZT brugt til en række observationskampagner og teknologiske tests. Den enkle, men effektive driftsform gjorde det muligt at samle store mængder data over de samme himmelstriber over måneder og år.

Sikkerhed og miljø

Brugen af kviksølv kræver særlige sikkerhedsforanstaltninger: spejlets reservoir er typisk tæt og beskyttet mod lækager, og arbejdsprocedurer omfatter restriktioner ved vedligeholdelse og håndtering. Placeringen i Malcolm Knapp Research Forest er valgt delvist for den relative afsondrethed og for at begrænse risikoen ved eventuelle uheld.

Perspektiver

Large Zenith Telescope er et vigtigt eksempel på, hvordan alternative spejlteknologier kan give adgang til store aperture-observationer til lavere omkostning. Flydende-spejl-teknikken har inspireret projekter og studier af endnu større, specialiserede observatorier, selvom begrænsningen til zenital observation betyder, at sådanne instrumenter bedst bruges i kombination med andre teleskoper i et bredere observationsprogram.