Keka observatorija: Zinātniski visproduktīvākie teleskopi

W.M. Keka observatorija un tā divi desmit metru platie teleskopi atrodas augstu virsotnes augšpusē Mauna Kea vulkāniskais kalns Havaju salās. Šie dvīņu teleskopi, kas ir jutīgi pret optisko un infrasarkano gaismu, ir vieni no lielākajiem un produktīvākajiem instrumentiem pasaulē. Katru nakti tie astronomiem ļauj līdzdarboties objektos, kas atrodas netālu no mūsu pašu Saules sistēmas pasaulēm un tik tālu kā dažas no agrākajām kosmosa galaktikām.

Ātri fakti: Keck observatorija

The W.M. Keck Observatory izmanto visprogresīvākos instrumentus, lai novērotu Visumu, ieskaitot dažus, kas palīdz tam atdalīt gaismu no tālu objektiem. Šie spektrogrāfi kopā ar infrasarkanajām kamerām uztur Keku astronomijas pētījumu priekšgalā. Pēdējos gados observatorija ir uzstādījusi arī adaptīvas optikas sistēmas, kas palīdz tā spoguļiem kompensēt atmosfēras kustību, kas var aizmiglot skatu. Šīs sistēmas izmanto lāzerus, lai izveidotu "virzošās zvaigznes" augstu debesīs.

Adaptīvie optikas lāzeri palīdz izmērīt atmosfēras kustības un pēc tam koriģē šo turbulenci, izmantojot deformējamu spoguli, kas maina formu 2000 reizes sekundē. Keck II teleskops kļuva par pirmo lielo teleskopu visā pasaulē, kas 1988. gadā izstrādāja un uzstādīja AO sistēmu, un tas bija pirmais, kurš 2004. gadā ieviesa lāzerus. Sistēmas ir ievērojami uzlabojušas attēla skaidrību. Mūsdienās daudzi citi teleskopi arī izmanto adaptīvo optiku, lai uzlabotu savu skatījumu.

Vairāk nekā 25 procenti ASV astronomu veikto novērojumu tiek veikti Keka observatorijā, un daudzi no tiem tuvojas vai pat pārspēj skatu no Habla kosmiskais teleskops (kas to novēro, no augšas virs Zemes atmosfēras).

Keka observatorija ļauj skatītājiem pētīt objektus redzamā gaismā un pēc tam infrasarkanajā telpā. Šis plašais novērošanas "kosmosa" diapazons ir tas, kas padara Keku tik zinātniski produktīvu. Tas astronomiem paver interesantu objektu sfēru, kuru nevar novērot redzamā gaismā.

Starp tiem ir zvaigžņu dzimšanas reģioni, kas līdzīgi pazīstamajiem Oriona miglājs un karstas jaunas zvaigznes. Jaundzimušās zvaigznes ne tikai mirdz redzamā gaismā, bet arī silda materiāla mākoņus, kas veidoja viņu "ligzdas". Kekss var iesaistīties zvaigžņu bērnistabā, lai redzētu starbirth procesus. Tā teleskopi ļāva novērot vienu šādu zvaigzni, kuru sauca par Gaia 17bpi, kas pieder karstu jauno zvaigžņu klasei, ko sauc par "FU Orionis" tipiem. Pētījums palīdzēja astronomiem savākt vairāk informācijas par šīm jaundzimušajām zvaigznēm, kas joprojām paslēptas viņu dzimšanas mākoņos. Tam ir materiāla disks, kas “iekrīt” zvaigznē un ieslēdzas. Tas liek zvaigznei ik pa brīdim spīdēt, pat pieaugot.

Visuma otrā galā Keka teleskopi ir izmantoti, lai novērotu ārkārtīgi tālu gāzes mākoni, kas pastāvēja neilgi pēc Visuma dzimšanas, apmēram pirms 13,8 miljardiem gadu. Šis tālais gāzes krājums nav redzams ar neapbruņotu aci, bet astronomi to varēja atrast, izmantojot specializētus instrumentus teleskopā, lai novērotu ļoti tālu kvazāru. Tā gaisma spīdēja caur mākoni, un no datiem astronomi atklāja, ka mākonis ir izgatavots no senatnīgā ūdeņraža. Tas nozīmē, ka tas pastāvēja laikā, kad citas zvaigznes vēl nebija "piesārņojušas" kosmosu ar saviem smagākajiem elementiem. Tas ir atskats uz apstākļiem atpakaļ, kad Visums bija tikai 1,5 miljardi gadu vecs.

Vēl viens jautājums, uz kuru vēlas atbildēt Keku lietojošie astronomi, ir "kā veidojās pirmās galaktikas?" Kopš šīs zīdaiņu galaktikas atrodas ļoti tālu no mums un ir daļa no tālā Visuma, ievērojot tās grūti. Pirmkārt, tie ir ļoti blāvi. Otrkārt, viņu gaismu ir "izstiepusi" Visuma paplašināšanās, un mums tas parādās infrasarkanajā. Tomēr to izpratne var mums palīdzēt redzēt kā izveidojās mūsu pašu Piena ceļš. Kekss var novērot tās tālās agrīnās galaktikas ar saviem infrasarkano staru jutīgajiem instrumentiem. Cita starpā viņi var izpētīt gaismu, ko šajās galaktikās izstaro karstas jaunas zvaigznes (ko izstaro ultravioletais starojums), kuru izstaro gāzes mākoņi, kas ieskauj jaunības galaktiku. Tas astronomiem sniedz zināmu ieskatu apstākļos tajās tālās zvaigžņu pilsētās laikā, kad tie bija tikai zīdaiņi, tikai sāka augt.

Observatorijas vēsture aizsākās 70. gadu sākumā. Toreiz astronomi sāka veidot jaunas paaudzes lielus uz zemes bāzētus teleskopus ar lielākajiem spoguļiem, ko viņi varēja radīt. Tomēr stikla spoguļi var būt diezgan smagi un pārdomāti pārvietojami. Tas, ko gribēja zinātnieki un inženieri, bija viegls. Kalifornijas universitātē iesaistītie astronomi un Lawrence Berkeley Labs strādāja pie jaunām pieejām elastīgu spoguļu veidošanā. Viņi nāca klajā ar veidu, kā to izdarīt, izveidojot segmentētus spoguļus, kurus varētu pagriezt leņķī un "noskaņot", lai izveidotu vienu lielāku spoguli. Pirmais spogulis ar nosaukumu Keck I sāka novērot debesis 1993. gada maijā. Keck II tika atklāts 1996. gada oktobrī. Šie atstarojošie teleskopi kopš tā laika tiek izmantoti.

Kopš viņu "pirmajiem gaismas" novērojumiem, abi teleskopi ir bijuši jaunākās paaudzes teleskopi, kas astronomisko pētījumu veikšanai izmanto progresīvas tehnoloģijas. Pašlaik observatoriju izmanto ne tikai astronomiskiem novērojumiem, bet arī, lai atbalstītu kosmosa lidojumu misijas uz tādām planētām kā Merkūrs, kā arī gaidāmo Džeimsa Veba kosmiskais teleskops. Tā izplatību nepārspēj neviens cits pašreizējais lielais teleskops uz planētas.

The W.M. Keka observatoriju pārvalda Kalifornijas astronomijas pētījumu asociācija (CARA), kas ietver sadarbību ar Caltech un Kalifornijas universitāti. NASA ir arī partnerības sastāvdaļa. The W.M. Keka fonds sniedza finansējumu tā celtniecībai.

• Attēlu galerija: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
• "Jaunumi un notikumi no IfA." Mērīšana un nenoteiktība, www.ifa.hawaii.edu/.
• “Tik augstu virs pasaules.” W. M. Keka observatorija, www.keckobservatory.org/.