Keck Observatory De meest wetenschappelijk productieve telescopen

The W.M. Keck Observatory en zijn twee tien meter brede telescopen staan ​​hoog bovenop de vulkanische berg Mauna Kea in Hawai'i. Deze dubbele telescopen, die gevoelig zijn voor optisch en infrarood licht, behoren tot de grootste en meest productieve instrumenten ter wereld. Elke nacht stellen ze astronomen in staat om naar objecten te kijken die zo dichtbij zijn als de werelden van ons eigen zonnestelsel en zo ver weg als enkele van de vroegste sterrenstelsels in de kosmos.

Snelle feiten: Keck Observatory

• Keck Observatory heeft twee spiegels van tien meter, elk samengesteld uit 36 ​​zeshoekige elementen die samenwerken als een enkele spiegel. Elke spiegel weegt 300 ton en wordt ondersteund door 270 ton staal. 
• Het volume van elke telescoopkoepel is meer dan 700.000 kubieke voet. De koepels worden de hele dag gekoeld en bewaard bij of onder de vriestemperatuur om vervorming van de spiegels door hitte te voorkomen.
• Keck Observatory was de eerste grote faciliteit die adaptieve optica en lasergidssterren gebruikte. Het gebruikt nu bijna een dozijn instrumenten om de lucht in beeld te brengen en te bestuderen. Toekomstige instrumenten omvatten een planeetzoeker en een kosmische mapper.

Keck-telescopentechnologie

The W.M. Keck Observatory gebruikt geavanceerde instrumenten om het universum te observeren, waaronder enkele die helpen het licht van verre objecten te ontleden. Deze spectrografen, samen met infraroodcamera's, houden Keck voorop in astronomieonderzoek. In de afgelopen jaren heeft het observatorium ook adaptieve optische systemen geïnstalleerd die zijn spiegels helpen compenseren voor de beweging van de atmosfeer die het zicht kan vervagen. Die systemen gebruiken lasers om "gidssterren" hoog in de lucht te maken.

Een lasergeleider die wordt voortgeplant vanuit de Keck II-telescoop. Dit wordt gebruikt om het beeld voor de telescoop te "verduidelijken" met behulp van adaptieve optica. Keck Observatorium

De adaptieve optische lasers helpen de atmosferische bewegingen te meten en vervolgens die turbulentie te corrigeren met behulp van een vervormbare spiegel die 2000 keer per seconde van vorm verandert. De Keck II-telescoop werd de eerste grote telescoop ter wereld die in 1988 een AO-systeem ontwikkelde en installeerde en was de eerste die lasers in 2004 in gebruik nam. De systemen hebben een enorme verbetering van de beeldhelderheid opgeleverd. Tegenwoordig gebruiken veel andere telescopen ook adaptieve optieken om hun zicht te verbeteren.

De Keck 1 spiegel. Het is 10 meter breed en gemaakt van 36 segmenten. W. M. Keck Observatorium

Keck ontdekkingen en observaties

Meer dan 25 procent van de observaties door Amerikaanse astronomen worden gedaan in het Keck Observatorium en velen van hen naderen en overtreffen zelfs het uitzicht vanuit de Hubble Space Telescope (die zijn observatie doet vanuit hoog boven de atmosfeer van de aarde).

Met Keck Observatory kunnen kijkers objecten in zichtbaar licht en vervolgens daarbuiten in het infrarood bestuderen. Dat brede scala aan observatie "ruimte" maakt Keck zo wetenschappelijk productief. Het opent een rijk van interessante objecten voor astronomen die niet kunnen worden waargenomen in zichtbaar licht.

Onder hen zijn gebieden met sterretjes vergelijkbaar met de bekende Orionnevel en hete jonge sterren. Niet alleen gloeien de pasgeboren sterren in zichtbaar licht, maar ze verwarmen de wolken van materiaal dat hun 'nesten' vormde. Keck kan in de sterrenkwekerij turen om de processen van starbirth te zien. De telescopen maakten observaties mogelijk van een dergelijke ster, Gaia 17bpi genoemd, een lid van een klasse van hete jonge sterren genaamd "FU Orionis" -typen. De studie hielp astronomen meer informatie te verzamelen over deze pasgeboren sterren die nog steeds verborgen zijn in hun geboortewolken. Deze heeft een schijf materiaal die in de ster past en begint. Dat zorgt ervoor dat de ster af en toe oplicht, zelfs terwijl hij groeit. 

Het concept van een kunstenaar van een uitbarstende jonge ster zoals die bestudeerd bij Keck. Het is nog steeds begraven in zijn wolk van gas en stof, die ermee ronddraait. Af en toe wordt materiaal via zijn magnetische velden naar de ster geleid. Dat licht de ster tijdelijk op. IPAC

Aan de andere kant van het universum zijn de Keck-telescopen gebruikt om een ​​extreem verre gaswolk te observeren die kort na de geboorte van het universum bestond, zo'n 13,8 miljard jaar geleden. Deze verre klomp gas is niet zichtbaar voor het blote oog, maar astronomen kunnen het vinden met behulp van gespecialiseerde instrumenten op de telescoop om een ​​zeer verre quasar te observeren. Het licht scheen door de wolk en uit de gegevens ontdekten astronomen dat de wolk was gemaakt van ongerepte waterstof. Dat betekent dat het bestond in een tijd waarin andere sterren de ruimte nog niet hadden "vervuild" met hun zwaardere elementen. Het is een blik op de omstandigheden toen het universum slechts 1,5 miljard jaar oud was. 

Deze simulatie van sterrenstelsels en gas in het vroege universum helpt astronomen Keck gebruiken om verre gaswolken te bestuderen die bestonden in het zeer vroege en verre universum. TNG-samenwerking 

Een andere vraag die Keck-gebruikende astronomen willen beantwoorden is: "hoe zijn de eerste sterrenstelsels ontstaan?" Omdat die kinderstelsels heel ver van ons verwijderd zijn en deel uitmaken van het verre universum, is het observeren ervan moeilijk. Ten eerste zijn ze erg zwak. Ten tweede is hun licht "uitgerekt" door de uitbreiding van het universum en verschijnt het voor ons in het infrarood. Maar als we ze begrijpen, kunnen we zien hoe onze eigen Melkweg is gevormd. Keck kan die verre vroege sterrenstelsels waarnemen met zijn infraroodgevoelige instrumenten. Ze kunnen onder andere het licht bestuderen dat wordt uitgestraald door hete jonge sterren in die sterrenstelsels (uitgestoten in het ultraviolet), dat opnieuw wordt uitgestraald door gaswolken rond het jeugdige sterrenstelsel. Dit geeft astronomen enig inzicht in de omstandigheden in die verre stellaire steden in een tijd dat ze nog maar kleine kinderen waren, die net begonnen te groeien. 

Keck Observatoriumgeschiedenis

De geschiedenis van het observatorium gaat terug tot begin jaren zeventig. Toen begonnen astronomen te kijken naar het bouwen van een nieuwe generatie grote grondtelescopen met de grootste spiegels die ze konden maken. Glazen spiegels kunnen echter behoorlijk zwaar en zwaar zijn om te verplaatsen. Wat de wetenschappers en ingenieurs wilden, waren lichtgewicht. Betrokken sterrenkundigen aan de Universiteit van Californië en Lawrence Berkeley Labs werkten aan nieuwe benaderingen voor het bouwen van flexibele spiegels. Ze bedachten een manier om dit te doen door gesegmenteerde spiegels te maken die onder een hoek en "afgestemd" konden worden om een ​​grotere spiegel te maken. De eerste spiegel, genaamd Keck I, begon de lucht te observeren in mei 1993. Keck II opende in oktober 1996. Deze reflecterende telescopen zijn sindsdien in gebruik.

Sinds hun 'eerste licht'-observaties maken beide telescopen deel uit van de nieuwste generatie telescopen die geavanceerde technologie gebruiken voor astronomische studies. Momenteel wordt het observatorium niet alleen gebruikt voor astronomische observaties, maar ook ter ondersteuning van ruimtevaartmissies naar planeten zoals Mercurius en de aanstaande James Webb Space Telescope. Het bereik is ongeëvenaard door een andere huidige grote telescoop op de planeet.

The W.M. Keck Observatory wordt beheerd door de California Association for Research in Astronomy (CARA), die samenwerking met Caltech en de University of California omvat. NASA maakt ook deel uit van de samenwerking. The W.M. Keck Foundation heeft de bouw gefinancierd.

bronnen

• Afbeeldingengalerij: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
• "Nieuws & evenementen van de IfA." Meting en onzekerheid, www.ifa.hawaii.edu/.
• "Boven de wereld zo hoog." W. M. Keck Observatorium, www.keckobservatory.org/.