In het begin van de zeventiende eeuw begon de ontwikkeling van de telescoop als een wetenschappelijk instrument dat een nieuw venster bood op het universum. In 1609 werd de Italiaanse natuurkundige Galileo Galilei (1564-1642) de eerste astronoom om objecten aan de nachtelijke hemel met een telescoop te bestuderen. Zijn waarnemingen van o.a. de schijngestalten van Venus bevestigden het heliocentrisch model van het zonnestelsel, omschreven door de Poolse sterrenkundige Nicolaus Copernicus (1473-1543) in zijn geruchtmakend boek “De Revolutionibus Orbium Coelestium” (De omwentelingen van de hemelbanen).
Op deze manier begon een fascinerende wetenschappelijke zoektocht, waarmee de mensheid uiteindelijk haar nietigheid beseft in het onmetelijke universum. De pioniers van de Europese sterrenkunde hadden af te rekenen met het matig klimaat en astronomen zoals Isaac Newton (1642-1727) en Edmond Halley (1656-1742) beseften dat een hoge en droge locatie op een bergtop wellicht de beste observatiepost kon bieden. In 1856 is de Schotse “Astronomer Royal” Charles Piazzi Smyth (1819-1900) de eerste sterrenkundige om de Canarische eilanden, een Spaanse kolonie sinds 1495, uit te testen als observatie plaats. Vanaf een 3300 m hoog gelegen geïmproviseerde waarnemingspost op de 3700 m hoge Teide vulkaan van het eiland Tenerife, maakte hij gebruik van een 9 cm sheepshanks refractor (lenzenkijker) om de plaatselijke meteorologische omstandigheden te evalueren. Smyth’s enthousiaste bevindingen werden door de Franse astro-fotograaf Jean Mascart (1872-1935) bevestigd tijdens diens observaties van de komeet van Halley in mei 1910.
op de ORM sterrenwacht van het Canarische eiland La Palma – Foto: Philip Corneille
Medio de jaren 1960 werd het duidelijk dat het subtropisch klimaat (met veel Zonuren) van de Canarische eilanden een ideale waarnemingsplaats kon bieden. Op het Teide observatorium (Tenerife: latitude 28°.3 hoogte 2390m) werd in 1964 de allereerste permanente telescoop opgericht ter observatie van het zodiakaal licht, de nachtelijke Zonlichtgloed ter hoogte van de dierenriem. Na het testen van de site omstandigheden voor de Zweedse 0,98 m Solar Telescope en de Britse 2,54 m Isaac Newton reflector (spiegeltelescoop) werd het Roque de los Muchachos observatorium (ORM) (La Palma: 28°.4 latitude hoogte 2400m) in 1979 operationeel. Beide observatoria op de Canarische eilanden worden beheerd door het Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC). Het eiland La Palma bleek op één na de beste waarnemingsplek in het Noordelijke halfrond en sinds 1988 is de “Sky Law” van kracht, waardoor de bewoners werden gesensibiliseerd om lichtvervuiling te voorkomen en waardoor tevens alle luchtverkeer (condenssporen) boven het ORM werd verboden. Begin de jaren 1980 kreeg de Europese zuidelijke sterrenwacht ESO de financiële slagkracht om een totaal nieuw concept voor een 3,60 m reflector (spiegeltelescoop) uit te werken. Dankzij de nieuwe ESO-leden Zwitserland en Italië ontstond een nauwe samenwerking die, op de La Silla sterrenwacht in Chili, leidde tot de New Technology Telescoop (NTT – First light 23 maart 1989). Deze moderne 3,60 m Ritchey-Chrétien reflector was de eerste telescoop uitgerust met het actieve optiek systeem bestaande uit een 75-tal computer gestuurde pneumatische actuatoren onderaan de dunne hoofdspiegel (M1) om in real-time de optimale vorm van M1 te behouden teneinde afbeeldingsfouten uit te sluiten. De toen futuristische NTT en zijn compacte behuizing vormden de basis voor een Italiaanse tegenhanger in het noordelijke halfrond.
reflector op alt-azimutale montering – Foto: Philip Corneille
In 1988 begon het observatorium van Padua en in 1993 kozen het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) en het Consorzio Nazionale per l’Astronomia e l’Astrofisisca (CNAA) de Europese noordelijke sterrenwacht ORM op La Palma als locatie voor hun 3,60 m telescoop. Deze Telescopio Nazionale Galileo (TNG), inclusief het compacte roterende gebouw werden een bijna exacte cloon van de NTT. De vorm van het 24 m hoge rechthoekige TNG gebouw werd bepaald door windtunnel tests en bestaat uit twee verdiepingen waarin de 110 ton zware telescoop op een afzonderlijke 9,6 m hoge fundering staat. Het 250 ton zware gebouw kreeg thermische beplating en laat waarnemingen toe bij windsnelheden tot 70 km/u. Nadat de telescoop en montering in de Ansaldo fabriek nabij Milaan werden uitgetest, werd het geheel in 1995 naar La Palma getransporteerd. In 1996 kwamen de drie Schott ZeroDur spiegels (M1: 3,58 m M2: 0,87 m en de platte tertiaire M3) aan in de WHT werkplaats van de Isaac Newton Group om te worden voorzien van een dun laagje aluminium. De TNG beschikt over actieve optiek om de vorm van de concave hoofdspiegel optimaal te houden en hiervoor wordt deze ondersteund door 75 axiale en 24 laterale actuatoren. De positie van de secondaire spiegel wordt bepaald door 6 actuatoren in het ophangingsysteem. De aansturing van de alt-azimutale montering werd gebouwd door Sierracin-Magnedyne – VSA en Heidenhain – Duitsland. De gehele TNG en de octagonale airconditioned bovenbouw van de sterrenwacht roteren op een hoge precisie hydrostatische lager van 9,20 m diameter ontworpen door het Japanse THK. De Galileo reflector heeft een bruikbaar gezichtsveld van 30 boogminuten en zag “First light” op 6 juni 1998, waarbij Epsilon Lyrae-1 in het sterrenbeeld Lier werd waargenomen.
gestuurde pneumatische actuatoren van het actieve optiek
systeem zichtbaar zijn – Foto: Philip Corneille
Het concept van een gemodificeerde Ritchey-Chrétien reflector heeft vele voordelen. De centrale opening in de hyperbolische hoofdspiegel meet 1,165 m en bevat de tertiaire spiegel. Deze ellipsvormige M3 is een platte spiegel (0,84 m bij 0,60 m) die 180 graden kan worden gedraaid om het licht naar één van beide nasmyth foci te brengen. Deze nasmyth foci bevinden zich in een aparte ruimte en hebben het voordeel dat zware instrumenten en hun cryogenische koelapparatuur permanent aan de telescoop kunnen blijven zitten. Astronomen kunnen dus onmiddellijk overschakelen naar de andere nasmyth focus zonder instrumenten te moeten vervangen. Nasmyth A bevat drie instrumenten; Optical Imager Galileo (OIG), NICS infrarood camera/spectrometer en de AdOpt@TNG tip-tilt module voor het uittesten van adaptieve optiek. Nasmyth B bevat twee instrumenten; lage resolutie spectrograaf DOLORES en de hoge resolutie spectrograaf SARG. Een spectrograaf splitst het licht op in spectraallijnen, waardoor informatie wordt bekomen over de chemische samenstelling van sterren. De telescoop wordt voor 75% van de tijd gebruikt door Italiaanse astronomen en 20% tijd is gereserveerd voor de Spaanse astronomen en 5% voor internationale teams. In het nieuwe millennium begon een internationaal team van astronomen aan de verwezenlijking van een tweede generatie instrumenten voor de TNG.
In 2009, tijdens het internationale jaar van de sterrenkunde, werd door het Europese telescoop strategie comité een fusie voorgesteld van de voornaamste telescopen in een Common Northern Observatory. Dit kaderde in de OPTICON en ASTRONET roadmap om het gebruik van Europese telescopen op een kost-effectieve te optimaliseren en de wetenschappelijke activiteiten te coördineren. In oktober 2011 kondigde het HARPS-team van de Universiteit van Genève aan dat HARPS-North op de nasmyth B focus van de TNG zal worden geplaatst. Momenteel is er slechts één HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) operationeel op de 3,6 m ESO reflector van La Silla in het zuidelijke halfrond. Deze diffractie spectrograaf is het meest gesofistikeerde apparaat dat aan de hand van wijzigingen in de radiale snelheid van een ster kan detecteren of deze schommelingen te wijten zijn aan de zwaartekracht van één of meerdere exo-planeten. TNG zal dus het noordelijke halfrond bestrijken en “First light” voor HARPS-North is voorzien voor april 2012. Bovendien krijgt de digitale archivering van wetenschappelijke gegevens steeds meer aandacht en data bekomen met de TNG wordt opgeslagen in databanken van het Centro de Astrofisica La Palma (CALP) en International Virtual Observatory Alliance (IVOA). Het op deze manier beschikbaar maken van astronomische data leidde tot een nieuwe generatie van e-Science sterrenkundigen die de databanken exploiteren op nieuwe ontdekkingen.
