Velike kupole teleskopa McDonald Observatory. V zgornjem levem kotu Hobby-Eberly teleskop stoji sedež na gori Fowlkes. V ospredju levo stoji kupola teleskopa Otto Struve in na telesu Harlan J. Smith teleskop na vrhu Locke.
(Slika: © McDonald Observatory)
McDonald Observatory je astronomsko mesto s sedežem v Teksasu, ki že več kot 80 let daje pomembne prispevke pri raziskavah in izobraževanju.
McDonald Observatory, ki jo upravlja Univerza Teksasa v Austinu, ima več teleskopov na nadmorski višini 6791 čevljev (2070 metrov) nad planino Locke in Mount Fowlkes, del gorovja Davis v zahodnem Teksasu, približno 450 milj (724 kilometrov) zahodno od Austina. McDonald "uživa v najtemnejšem nočnem nebu katerega koli poklicnega observatorija v celinskih ZDA," objava novic izdano za 80-letnico opazovalnice.
McDonald je dom teleskopa Hobby-Eberly, enega največjih optičnih teleskopov na svetu, z ogledalom širokim 36 čevljev (11 metrov).
Obiskovalni center ponuja dnevne oglede po tleh in velike teleskope, dnevno sončno gledanje, program somraka v zunanjem amfiteatru in nočne zvezdne zabave s pregledovanjem teleskopa.
Opazovalnica je znana tudi po dnevnem programu StarDate, ki deluje na več kot 300 radijskih postajah po vsej državi.
Dar opazovalnice
Regenti Univerze v Teksasu so bili presenečeni, ko so odprli oporoko Williamu Johnsonu McDonaldu, bankirju iz Pariza v Teksasu, ki je umrl leta 1926. Glavnino svojega bogastva je prepustil univerzi, da bi zgradil astronomski observatorij . Po končanih sodnih postopkih je bilo na voljo približno 850.000 ameriških dolarjev (kar je danes 11 milijonov dolarjev), navaja Teksaško državno zgodovinsko združenje.
"McDonald naj bi razmišljal, da bi opazovalnica izboljšala napovedovanje vremena in zato pomagala kmetom pri načrtovanju svojega dela," so sporočili iz združenja.
Toda dva glavna izziva, ki ju je treba premagati, sta lahko McDonaldsova želja uresničila. Prvič, denarja je bilo dovolj za izgradnjo opazovalnice, vendar premalo, da bi ga lahko vodila, zato bi univerza morala pridobiti več sredstev. Drugič, takratna univerza v Teksasu na svoji fakulteti ni imela astronomov, zato je morala zaposliti ekipo vesoljskih strokovnjakov.
Na srečo je imela univerza v Čikagu astronomi, ki so poleg opazovalnega teleskopa na univerzi Yerkes iskali še en teleskop. Predsednika obeh univerz sta torej sklenila dogovor: Univerza v Teksasu bi zgradila nov observatorij, Univerza v Chicagu pa bi zagotovila strokovnjake, ki bi ga upravljali.
Teleskopi v opazovalnici McDonald
McDonald-ov prvi večji teleskop - kasneje imenovan teleskop Otto Struve po prvem direktorju observatorija - je bil dokončan leta 1939 in je še danes v uporabi. Njegovo glavno ogledalo je premer 82 centimetrov (2,08 metra). Eden glavnih namenov teleskopa Struve je bil analizirati natančne barve svetlobe, ki prihajajo od zvezd in drugih nebesnih teles, ugotoviti njihovo kemično sestavo, temperaturo in druge lastnosti. Da bi to naredili, je bil teleskop zasnovan za pošiljanje svetlobe skozi niz ogledal v spektrograf - instrument, ki ločuje svetlobo na njene sestavne barve - v drugo sobo. To je zahtevalo, da je teleskop nameščen na nenavaden izgled osi in protiuteži, ki ga je zasnovalo in izdelalo podjetje Warner & Swasey. "Struve s svojim težkim jeklenim pritrditvijo in črnim, napol odprtim okvirom ni le znanstveni instrument, ampak je umetniško delo," Na spletnem mestu opazovalnice piše.
Teleskop Steve je astronomom pomagal zbrati prve dokaze o vzdušju na Saturnovi luni Titan. Gerard Kuiper, ki mu je pomagal Struve, je našel namige, ko je pregledal največje lune našega osončja v letu 1944. Kuiper je objavil svojo spektroskopsko študijo v Astrofizični vestnik.
Leta 1956 so na mesto McDonald na zahtevo univerze v Chicagu dodali odsevni teleskop s 36-palčnim (0,9 m) ogledalom. Ta instrument je bil nameščen v kupoli, izdelani iz lokalno izkopane kamnine in ostankov kovine iz kupole teleskopa Struve, namenjen predvsem merjenju sprememb svetlosti zvezd. Zdaj je zastarela za strokovno raziskovanje, vendar se redno uporablja za posebne javne večere.
Teleskop Harlan J. Smith z glavnim zrcalom 107 centimetrov (2,7 m) v širini je NASA zgradila za pregled drugih planetov v pripravah na misije vesoljskih plovil. Bil je tretji največji teleskop na svetu, ko je ugledal prvo luč leta 1968.
Od leta 1969 do 1985 je bil Smith teleskop uporabljen tudi za usmerjanje laserske svetlobe v posebna odsevna ogledala, ki so jih na Luni pustili astronavti Apollo. Merjenje časa, potrebnega, da se odbijena svetloba vrne na Zemljo, astronomom omogoča merjenje razdalje Lune do natančnosti 1,2 centimetra. Te meritve prispevajo k našemu razumevanju hitrosti vrtenja Zemlje, sestave Lune, dolgoročnih sprememb lunine orbite in samega vedenja gravitacije, vključno z majhnimi učinki, ki jih napoveduje splošna teorija relativnosti Alberta Einsteina.
Ko se je gradil Smith teleskop, je bila na sredini njegovega glavnega kremenčevega ogledala izrezana krožna luknja, ki je omogočila, da svetloba prehaja na instrumente na zadnji strani teleskopa. Izrezan kremenčev disk je bil narejen v novo ogledalo, široko 30 cm (0,8 m), za drug teleskop. Ta instrument, zgrajen v bližini leta 1970 in znan samo kot 0,8 metrski teleskop, ima prednost nenavadno širokega vidnega polja.
McDonald-ov največji teleskop
Danes je velikan v McDonald-u teleskop Hobby-Eberly (HET), na sosednji gori Fowlkes, skoraj kilometer (1,3 km) od grozda originalnih kupola na gori Locke. HET je skupni projekt Teksaške univerze v Austinu, Pennsylvania State University in dveh nemških univerz: Ludwig-Maximilians-Universität München in Georg-August-Universität Göttingen.
HET, posvečen leta 1997, predstavlja presenetljiv tehnološki kontrast s klasičnim instrumentom Struve. Glavno ogledalo HET-a ni en kozarec ali kremen, ampak niz 91 posamezno nadzorovanih šestkotnih segmentov, ki naredijo satje podobno odsevno območje, široko 11 metrov. Stolp v obliki gob poleg glavne kupole vsebuje laserje, ki so usmerjeni v zrcalne segmente, da preizkusijo in prilagodijo svojo poravnavo.
Druga značilnost HET-a je, da se teleskop lahko vrti, da kaže proti katerikoli smeri kompasa, vendar se ne more nagibati navzgor ali navzdol, da kaže na različnih višinah na nebu. Namesto tega je glavno ogledalo podprto pod fiksnim kotom, ki kaže 55 stopinj nad obzorjem. Natančno nadzorovana podpora za sledenje premika instrumente za nabiranje svetlobe na različne lokacije nad glavnim ogledalom, kar ima za posledico ciljanje na nekoliko drugačne dele neba. Ta edinstvena, poenostavljena zasnova je omogočila, da se HET zgradi za del stroškov običajnega teleskopa velike velikosti, hkrati pa je še vedno omogočil dostop do 70% neba, vidnega s njegove lokacije.
HET je bil zasnovan predvsem za spektroskopijo, ki je ključna metoda na trenutnih raziskovalnih področjih, kot so merjenje premikov vesoljskih predmetov, določanje razdalj do galaksij in odkrivanje zgodovine vesolja od velikega poka.
Načrtovani planeti in temna energija
Leta 2017 je bil HET rededicated po nadgradnji za 40 milijonov dolarjev. Sistem sledenja je bil zamenjan z novo enoto, ki uporablja več glavnega ogledala in ima širše vidno polje. In bili so ustvarjeni novi senzorski instrumenti.
Eden izmed novih instrumentov je iskalec planetov v območju nastanitve (HPF), zgrajen v sodelovanju z Nacionalnim inštitutom za standarde in tehnologijo. HPF je optimiziran za preučevanje infrardeče svetlobe bližnjih hladnih rdečih zvezd pritlikav, poroča najava iz opazovalnice. Te zvezde imajo dolgo življenjsko dobo in bi lahko zagotovile stalno energijo za planete, ki krožijo blizu njih. HPF omogoča natančno merjenje radijske hitrosti zvezde, merjeno s subtilno spremembo barve spektrov zvezde, ko jo vleče planet v orbiti, kar je ključna informacija pri odkritju in potrditvi novih planetov.
Napredek še ene meje je eksperiment s temnim energijskim teleskopom Hobby-Eberly (HETDEX). Kot prvi veliki eksperiment, ki išče skrivnostno silo, ki je spodbudila širitev vesolja, bo HETDEX "povedal, kaj predstavlja skoraj tri četrtine vse zadeve in energija v vesolju. Povedal nam bo, ali so zakonitosti gravitacije pravilni, in razkril nove podrobnosti o velikem udaru, v katerem se je vesolje rodilo, " HETDEX spletno mesto projekta pravi.
Ključni del tehnologije za iskanje temne energije so vidni spektrografi z enoto vidnega integralnega polja ali VIRUS, komplet 156 spektrografov, nameščenih ob teleskopu in sprejemajo svetlobo preko 35.000 optičnih vlaken, ki prihajajo iz teleskopa. S tem paketom identičnih instrumentov, ki si delijo teleskop, lahko HET naenkrat opazuje več sto galaksij, ki merijo, kako na njihovo svetlobo vplivajo lastni gibi in širitev vesolja.
HETDEX bo porabil približno tri leta, da bo opazoval najmanj milijon galaksij, da bo izdelal velik zemljevid, ki prikazuje hitrost širjenja vesolja v različnih časovnih obdobjih. Vsaka sprememba hitrosti rasti vesolja lahko prinese razlike v temni energiji.
Ohranjanje neba temno
Leta 2019 je McDonald Observatory prejel nepovratna sredstva od podjetja Apache Corp., podjetja za raziskovanje in proizvodnjo nafte in plina, za spodbujanje ozaveščenosti o vrednosti temnega neba kot naravnega vira in kot pomoči astronomskim raziskavam. Z darilom se bodo financirali izobraževalni programi, terenske prireditve in nov razstava v centru za obiskovalce opazovalnice. Po podatkih opazovalnice najava, Apache je služil kot model za druga podjetja v zahodnem Teksasu s prilagajanjem in zaščito lučk na svojih vrtalnih mestih in povezanih objektih.
Dodatni viri:
- Glejte to video uvod v observatorij McDonald.
- Spremljajte vse najnovejše novice in fotografije iz McDonald Observatoryja o organizaciji Facebook stran.
- Preberite več o opazovalnici Program StarDate Radio.
Ta članek je 15. novembra 2019 posodobil sodelavec Space.com Steve Fentress.
