30 апреля 2024 года в чилийской пустыне Атакама заработал инфракрасный телескоп токийской обсерватории. Его построили на высоте 5600 метров, и на сегодня он стал самой высокой наземной обсерваторией в мире. Такая высота позволяет использовать инфракрасный диапазон излучения, которое на меньших высотах интенсивно поглощается атмосферой. Телескоп будет исследовать происхождение планет и эволюцию удалённых галактик.
Обсерваторию TAO (University of Tokyo Atacama Observatory) наконец ввели в эксплуатацию после 26 лет разработки и строительства. Это самая высокогорная обсерватория в мире, о чём имеется запись в Книге рекордов Гиннесса. Она расположена в чилийской пустыне Атакама на вершине горы Cerro Chajnantor недалеко от другой известной радиообсерватории ALMA ( Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
Проект TAO стартовал в 1998 году. Первым его астрономическим инструментом стал экспериментальный телескоп с зеркалом диаметром 1 метр, построенный на месте будущей обсерватории. Этот телескоп и оказался в Книге рекордов как самый высокий в мире. В 2012 году началось строительство уже «настоящего» телескопа TAO. Зеркало главного телескопа имеет диаметр 6,5 метров и оптимизировано для работы в оптическом и инфракрасном диапазоне.
Из-за огромной высоты (почти высота Эльбруса) работа людей в обсерватории затруднена. Риск горной болезни имеется не только для строителей, но и для астрономов, которые будут приезжать туда на рабочие смены. Симптомы горной болезни, кроме того, могут усиливаться по ночам. Естественный вопрос — что можно получить в обмен на такие риски, вынеся обсерваторию высоко в горы?
Благодаря высоте и сухому пустынному климату TAO станет пока единственной наземной обсерваторией, которая может наблюдать излучение в среднем инфракрасном диапазоне. Эта область спектра особенно подходит для изучения пространства возле звёзд, включая области планетообразования. Инфракрасное излучение из космоса могут наблюдать и другие наземные телескопы, построенные достаточно высоко в горах. Таких телескопов много в том числе в пустыне Атакама, один из них — VLT (Very Large Teleskope), расположенный на сравнительно безобидной высоте 2600 метров — в два раза ниже, чем TAO. Из схемы прозрачности атмосферы на разных длинах волн видно, что лишние три километра высоты открывают новое окно прозрачности на длинах выше 25 микрон. Кроме того, в ближнем инфракрасном диапазоне три известных окна прозрачности, или полосы J,H,K (1,15, 1,65 и 2,2 мкм) сливаются в одно.
Обсерватория оснащена двумя основными инструментами, работающими в инфракрасном спектре. Спектрограф SWIMS (Simultaneous-color Wide-field In- frared Multi-object Spectrograph) работает в ближнем инфракасном диапазоне с длинами волн 0,9 — 2,5 микрон (длина волн видимого света 0,3 —0,7 микрон). Этот диапазон подходит для наблюдения удалённых галактик, имеющих значительное красное смещение. Для среднего инфракрасного диапазона подходит другой инструмент — MIMIZUKU (Mid-Infrared Multi-mode Imager for gaZing at the UnKnown Universe). Его поле зрения — от 2 до 38 микрон, причём окно длин волн больше 26 микрон из наземных телескопов доступно только этому инструменту. В сочетании с хорошим пространственным разрешением, сопоставимым с космическими телескопами, инструмент может использоваться для изучения образования планет.