Obserwatorium Keck znajduje się na szczycie Mauna Kea na Big Island of Hawaii.
(Zdjęcie: © NASA / JPL)
Bliźniacze teleskopy w W.M. Według strony internetowej obserwatorium Keck Observatory to największe na świecie teleskopy optyczne i podczerwone. Ze względu na rozmiar i położenie teleskopów są one bardzo poszukiwane wśród zawodowych astronomów. (Obserwatorium nie jest otwarte dla publiczności.) Keck uczestniczył w kilku ważnych odkryciach.
Obserwatorium znajduje się na szczycie Mauna Kea, uśpionego wulkanu na Hawajach. Ponieważ jest tak blisko równika, Mauna Kea stanowi doskonałe miejsce do obserwacji astronomicznych.
„Na środku Oceanu Spokojnego wyspa Hawaje jest otoczona tysiącami mil termicznie stabilnych mórz” - napisało na swojej stronie internetowej Obserwatorium Keck. „Na szczycie Mauna Kea o wysokości 13796 stóp nie ma pobliskich pasm górskich, które przesłoniłyby górną atmosferę. Niewiele świateł miejskich zanieczyszcza hawajskie nocne niebo, a przez większą część roku atmosfera nad Mauna Kea jest czysta, spokojna i sucha”.
Oba teleskopy, o nazwach Keck I i Keck II, mają średnicę 10 metrów (32,8 stopy). Zwierciadła dla każdego teleskopu składają się z 36 lekkich segmentów, które współpracują podobnie jak pojedyncze lustro. Teleskopy są umieszczone w izolowanych kopułach o powierzchni 700 000 stóp sześciennych. Olbrzymie klimatyzatory działają przez cały dzień, aby utrzymać temperaturę na poziomie lub poniżej zera. Pomaga to zmniejszyć deformację stali teleskopów i luster, zgodnie ze stroną internetową Keck.
Historia
Finansowanie teleskopów pochodzi od organizacji filantropijnej znanej jako W.M. Fundacja Kecka. Jednostka została utworzona w 1954 roku przez Williama Myrona Kecka, który założył Superior Oil Company, zgodnie ze stroną internetową fundacji.
„Pan Keck wyobrażał sobie filantropijną instytucję, która zapewniłaby ludzkości daleko idące korzyści” - powiedziała fundacja. „Przyjmując odważne, twórcze podejście do przyznawania dotacji, stworzył dziedzictwo, które fundacja z dumą podtrzymuje dzisiaj”.
Mandat fundacji obejmuje finansowanie nauki, aw 1985 r. Przyznał 70 mln USD (155 mln USD w 2014 r. Dolarów) na budowę pierwszego teleskopu, Keck I. W trakcie budowy 68 mln USD przypadło na drugi teleskop, Keck II. Teleskopy rozpoczęły prace naukowe odpowiednio w 1993 i 1996 r., Zgodnie ze stroną internetową Kecka. [Powiązane: Obserwatorium Kecka: Kosmiczne zdjęcia z hawajskiej Mauna Kea]
Arsenał instrumentów teleskopów obejmuje kilka dla fal optycznych i inne dla podczerwieni. W Keck II mieści się DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), który może zbierać informacje spektralne z 1200 obiektów jednocześnie. Keck I ma HIRES (spektrometr Echelle o wysokiej rozdzielczości), który może badać kolory światła gwiazd.
Przykłady instrumentów na podczerwień obejmują laserowy układ optyki adaptacyjnej (dostępny z niektórymi instrumentami na obu teleskopach) oraz NIRSPEC (The Near Infrared Spectrometer) Keck II. Niektóre z badań naukowych NIRSPEC obejmują patrzenie na galaktyki radiowe, które są bardzo daleko od Ziemi (co oznacza, że są one starsze zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu, która mówi, że wszechświat powstał z osobliwości i odtąd się rozwija.) NIRSPEC może być również wykorzystywany do dowiedz się więcej o brązowych karłach, które są obiektami uważanymi za „nieudane gwiazdy” - ogromne gazowe olbrzymy, które nie są wystarczająco duże, aby rozpocząć syntezę jądrową.
Przesyłanie ostrych zdjęć
Według strony internetowej obserwatorium teleskop Keck II jest pierwszym na świecie, który stosuje adaptacyjny układ optyczny; Keck Miałem później również jeden zainstalowany. Ten typ systemu ma na celu zmianę kształtu lustra w celu uwzględnienia zmian w atmosferze. Atmosfera może zacierać wygląd odległych gwiazd, co utrudnia astronomom dokonywanie dokładnych pomiarów, chyba że wzniosą się ponad powietrze. (Jest to jeden z powodów, dla których naukowcy lubią korzystać z teleskopów, takich jak Kosmiczny Teleskop Hubble'a lub Teleskop Kosmiczny Spitzer.)
Ponieważ atmosfera zmienia się tak szybko, teleskopy również muszą szybko zmieniać kształt. Oba teleskopy mogą zmieniać swoje lustro 2000 razy na sekundę, dzięki czemu obrazy są 10 razy wyraźniejsze niż byłyby bez systemu. Opierają się na laserze, który dokonuje pomiarów sposobu zmiany, co stanowi ulepszenie w stosunku do starej metody: użycie jasnej gwiazdy, co nie jest łatwe do osiągnięcia, ponieważ jest to możliwe tylko w około 1 procentach nieba.
„Astronomowie opracowali laserową optykę adaptacyjną dla gwiazd prowadzących za pomocą specjalnego lasera do wzbudzania atomów sodu, które znajdują się w warstwie atmosferycznej 90 kilometrów nad Ziemią” - powiedział obserwatorium. „Podniecanie atomów w warstwach sodu tworzy sztuczną„ gwiazdę ”do pomiaru zniekształceń atmosferycznych i umożliwia adaptacyjną optykę do generowania ostrych zdjęć obiektów niebieskich umieszczonych prawie w dowolnym miejscu na niebie”.
Znaczące odkrycia
Bliźniacze teleskopy Kecka dokonały wielu odkryć od czasu zakończenia budowy.
Keck uczestniczył w kilku innych odkryciach:
- Pomógł zmierzyć rozmiar odległego świata, który jest mniej więcej wielkości Urana.
- Odkrył cztery kwazary (galaktyki zasilane czarnymi dziurami) w jednym układzie.
- Okazało się, że galaktyka jest prawie w całości zbudowana z ciemnej materii.
- Wyśledził interesującą aktywność atmosferyczną na wulkanicznym księżycu Jowisza Io, a także Neptunie.
- Spojrzał na gwiazdę o dziwnym wzorze rozjaśniania i ściemniania; chociaż później przypisywano mu kurz, niektórzy nazywali go możliwą kosmiczną megastrukturą.
[Powiązane: 10 niesamowitych odkryć kosmicznych przez Obserwatorium Kecka]
[Powiązane: Obserwatorium Kecka: Kosmiczne zdjęcia z Hawajskiej Mauna Kea]
W 1999 roku obserwatorium pomogło innemu obserwatorium obserwować pierwszą egzoplanetę przechodzącą przez swoją gwiazdę macierzystą. Stało się to po tym, jak Keck dokonał pomiarów gwiazdy HD 209458 i zauważył, że gwiazda zachwiała się, jakby planeta zmieniała swoje ruchy. Zespół naukowy poprosił następnie innych astronomów z finansowanego ze środków prywatnych Obserwatorium Fairborn w Arizonie, aby obserwowali tranzyt przez twarz gwiazdy, który nastąpił zgodnie z przewidywaniami.
Kolejnym odkryciem było ustalenie, w jaki sposób gwiazdy poruszają się w galaktyce Andromeda, widocznej galaktyce oddalonej o 2,5 miliona lat świetlnych od Ziemi, co czyni ją bardzo bliskim sąsiadem. Było to ważne, ponieważ pomogło astronomom zrozumieć, jak ogromna jest ta galaktyka.
Keck uczestniczył także w projekcie badawczym z udziałem kilku teleskopów, w których obserwowano supernowe (wybuchy gwiazd) we wszechświecie. Celem było wykorzystanie ich do obliczenia szybkości rozszerzania się wszechświata. Wyniki pokazały, że wszechświat faktycznie przyspiesza wraz ze wzrostem, być może popychany przez „ciemną energię” - mało zrozumiałą koncepcję, która może (wraz z ciemną materią) stanowić większość wszechświata. [Powiązane: 10 niesamowitych odkryć kosmicznych przez obserwatorium Keck]
W 2015 r. Keck pomógł wytropić tak zwaną najodleglejszą galaktykę, jaką kiedykolwiek znaleziono - EGSY8p7, która znajduje się około 13,2 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Jego ekstremalna odległość oznacza, że galaktyka pochodzi z zaledwie 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu, który stworzył wszechświat. Badanie takich galaktyk pomaga astronomom dowiedzieć się więcej o historii wszechświata, zwłaszcza starożytnego wszechświata. W następnym roku astronomowie ujawnili wczesne prace polegające na badaniu galaktyk pochodzących z końca średniowiecza, odnosząc się do czasów, gdy światło nie mogło przeniknąć krycia wszechświata.
Dodatkowe zasoby
- W.M. Obserwatorium Kecka
- W.M. Fundacja Kecka
