Observatorij Keck sedi na vrhu Mauna Kea na Velikem otoku Havajev.
(Slika: © NASA / JPL)
Dvojni teleskopi na W.M. Opservatorij Keck so največji optični in infrardeči teleskopi na svetu, navaja spletna stran opazovalnice. Zaradi velikosti in lege teleskopov so med profesionalnimi astronomi veliko povpraševanje. (Opazovalnica ni odprta za javnost.) Keck je sodeloval pri več pomembnih odkritjih.
Opazovalnica se nahaja na vrhu Mauna Kea, mirujočega vulkana na Havajih. Ker je tako blizu ekvatorja, Mauna Kea naredi odlično astronomsko opazovalno mesto.
"Sredi Tihega oceana je otok Havaji obdan s tisočimi kilometri toplotno stabilnih morij," je na svoji spletni strani zapisal observatorij Keck. "Vrh Mauna Kea na 13 796 stopah nima bližnjih gorskih območij, ki bi zajahali zgornje ozračje. Malo mestnih luči onesnažuje havajsko nočno nebo, večji del leta pa je ozračje nad Mauna Kea jasno, mirno in suho."
Oba teleskopa, imenovana Keck I in Keck II, merita čez 10 metrov (32,8 čevljev). Ogledala za vsak teleskop so narejena iz 36 lahkih segmentov, ki delujejo skupaj podobno kot eno ogledalo. Teleskopi so nameščeni v izoliranih kupolah, velikih 700.000 kubičnih metrov. Velikanske klimatske naprave delujejo ves dan, da ohranjajo temperaturo pri ali pod zmrzovanjem. To pomaga zmanjšati deformacijo jekla in ogledal teleskopov, navaja spletna stran Keck.
Zgodovina
Financiranje teleskopov izhaja iz človekoljubne organizacije, znane kot W.M. Keck Foundation. Subjekt je leta 1954 ustvaril William Myron Keck, ki je ustanovil Superior Oil Company, piše na spletni strani fundacije.
"Gospod Keck je predvideval človekoljubno ustanovo, ki bi človeštvu prinesla daljnosežne koristi," so zapisali v fundaciji. "S krepkim, kreativnim pristopom k dodelitvi sredstev je ustvaril zapuščino, ki jo fundacija danes ponosno podpira."
Mandacija fundacije vključuje financiranje znanosti in leta 1985 je za gradnjo prvega teleskopa Keck I. dodelila 70 milijonov dolarjev (155 milijonov dolarjev v letu 2014). Med gradnjo je za drugi teleskop Keck II prišlo 68 milijonov dolarjev. Teleskopi so svoje znanstveno delo začeli leta 1993 oziroma 1996, navaja spletna stran Keck. [Povezano: observatorij Keck: Kozmične fotografije s Hauijeve Mauna Kea]
Arzenal instrumentov teleskopov vključuje več optičnih valovnih dolžin, drugi pa za infrardeče. Keck II hrani DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), ki lahko hkrati zbira spektralne informacije iz 1.200 objektov. Keck I ima HIRES (visokoločljivostni spektermeter Echelle), ki lahko pregleduje barve zvezdne svetlobe.
Primeri infrardečih instrumentov vključujejo sistem laserske prilagodljive optike (na voljo z določenimi instrumenti na obeh teleskopih) in Keck II NIRSPEC (bližnji infrardeči spektrometer). Nekatere znanstvene raziskave NIRSPEC vključujejo gledanje radijskih galaksij, ki so zelo oddaljene od Zemlje (kar pomeni, da so starejše glede na teorijo velikega poka, ki pravi, da je vesolje nastalo iz posebnosti in se od takrat širi.) NIRSPEC se lahko uporablja tudi za izveste več o rjavih palčkih, ki so predmeti, ki veljajo za "neuspele zvezde" - neizmerne plinske velikane, ki niso dovolj veliki, da bi lahko začeli jedrsko fuzijo.
Obujanje ostrih slik
Po podatkih spletnega mesta opazovalnice je teleskop Keck II prvi na svetu, ki je uporabil sistem prilagodljive optike; Keck I kasneje sem imel eno nameščeno. Ta vrsta sistema je namenjena spreminjanju oblike ogledala, da se upoštevajo spremembe v atmosferi. Vzdušje lahko zamegli videz daljnih zvezd, kar astronomom otežuje natančne meritve, razen če se dvignejo nad zrak. (To je en razlog, da znanstveniki uživajo v teleskopih, kot sta Hubble vesoljski teleskop ali vesoljski teleskop Spitzer.)
Ker se atmosfera tako hitro spreminja, morajo teleskopi hitro spreminjati tudi obliko. Oba teleskopa lahko zrcalo spremenita 2000 krat na sekundo, s čimer so slike 10-krat jasnejše, kot bi bile brez sistema. Za izvedbo meritev, kako spremeniti, se zanašajo na laser, kar je izboljšanje v primerjavi s staro metodo: uporaba svetle zvezde, kar ni enostavno doseči, saj je to mogoče le na približno 1 odstotku neba.
"Astronomi so razvili lasersko optično vodilno optiko z uporabo posebnega laserja za vzbujanje natrijevih atomov, ki ležijo v atmosferski plasti 90 kilometrov nad Zemljo," je dejal opazovalec. "Vzbujanje atomov v natrijevih plasteh ustvarja umetno" zvezdo "za merjenje atmosferskih popačenj in omogoča prilagodljivo optiko, da ustvari ostre slike nebesnih predmetov, nameščenih skoraj kjerkoli na nebu."
Pomembna odkritja
Keckovi dvojni teleskopi so od dokončanja gradnje naredili številne odkritja.
Keck je sodeloval pri več drugih odkritjih:
- Pomagala je izmeriti velikost oddaljenega sveta, približno približno velikost Urana.
- Odkril je štiri kvazarje (galaksije, ki jih poganjajo črne luknje) v enem samem sistemu.
- Ugotovili smo, da je galaksija skoraj v celoti izdelana iz temne snovi.
- Izsledil je zanimive atmosferske aktivnosti na Jupitrovi vulkanski luni Io in Neptunu.
- Pokukal je v zvezdo s čudnim vzorcem svetlečega in zatemnjenega; čeprav so jo kasneje pripisovali prahu, so ga nekateri ljudje imenovali kot možno tujerodno megastrukturo.
[Povezano: 10 neverjetnih vesoljskih odkritij v opazovalnici Keck]
[Povezano: observatorij Keck: Kozmične fotografije s havajske Mauna Kea]
Leta 1999 je observatorij pomagal še enemu opazovalnici pri gledanju prvega eksoplaneta, ki je prehodil svojo matično zvezdo. Do tega je prišlo, ko je Keck opravil meritve zvezde HD 209458 in ugotovil, da se zdi, da se zvezda niha, kot da obstaja planet, ki spreminja svoje gibanje. Znanstvena ekipa je nato prosila druge astronome v zasebnem financiranem observatoriju Fairborn v Arizoni, naj počakajo na tranzit čez zvezdov obraz, do katerega je prišlo, kot so napovedovali.
Drugo odkritje je bilo ugotoviti, kako se zvezde gibljejo v galaksiji Andromeda, vidni galaksiji, ki je 2,5 milijona svetlobnih let od Zemlje, zaradi česar je zelo blizu soseda. To je bilo pomembno, saj je astronomom pomagalo razumeti, kako neizmerna je ta galaksija.
Keck je sodeloval tudi pri raziskovalnem projektu, v katerem je sodelovalo več teleskopov, ki so si ogledali supernove (zvezde eksplozije) po vesolju. Njegov namen je bil uporabiti njihovo izračun, kako hitro se vesolje širi. Rezultati so pokazali, da se vesolje pravzaprav pospešuje, ko raste, morda ga potisne "temna energija" - malo razumljen koncept, ki lahko (skupaj s temno snovjo) sestavlja večino vesolja. [Povezano: 10 neverjetnih vesoljskih odkritij v opazovalnici Keck]
Leta 2015 je Keck pomagal izslediti, kar se je takrat imenovalo najbolj oddaljena galaksija, ki je bila kdajkoli najdena - EGSY8p7, ki je približno 13,2 milijarde svetlobnih let od Zemlje. Njegova izjemna razdalja pomeni, da galaksija izvira iz le 600 milijonov let po velikem udaru, ki je ustvaril vesolje. Preučevanje takšnih galaksij pomaga astronomom, da se naučijo več o zgodovini vesolja, zlasti o starodavnem vesolju. Naslednje leto so astronomi razkrili zgodnje delo s preučevanjem galaksij, ki segajo v konec mračne dobe, in se nanašajo na čas, ko svetloba ne bi mogla prodreti v motnost vesolja.
Dodatna sredstva
- W.M. Keck observatorij
- W.M. Keck Foundation
