Das W.M. Keck-Observatorium und seine zwei zehn Meter breiten Teleskope sitzen hoch oben auf dem Mauna Kea Vulkanberg in Hawaii. Diese Zwillingsteleskope, die für optisches und infrarotes Licht empfindlich sind, gehören zu den größten und produktivsten Instrumenten der Welt. Jede Nacht ermöglichen sie Astronomen, Objekte zu betrachten, die so nah wie Welten unseres eigenen Sonnensystems und so weit entfernt wie einige der frühesten Galaxien im Kosmos sind.
Schnelle Fakten: Keck Observatory
- Das Keck-Observatorium verfügt über zwei zehn Meter lange Spiegel, die jeweils aus 36 sechseckigen Elementen bestehen, die als ein einziger Spiegel zusammenarbeiten. Jeder Spiegel wiegt 300 Tonnen und wird von 270 Tonnen Stahl getragen.
- Das Volumen jeder Teleskopkuppel beträgt mehr als 700.000 Kubikfuß. Die Kuppeln werden den ganzen Tag über gekühlt und bei oder unter Gefriertemperaturen gehalten, um eine Verzerrung der Spiegel durch Hitze zu verhindern.
- Das Keck-Observatorium war die erste große Einrichtung, die adaptive Optiken und Laserleitsterne verwendete. Mittlerweile werden fast ein Dutzend Instrumente verwendet, um den Himmel abzubilden und zu studieren. Zukünftige Instrumente umfassen einen Planetensucher und einen kosmischen Mapper.
Keck Telescopes Technologie
Die W.M. Das Keck-Observatorium verwendet modernste Instrumente, um das Universum zu beobachten, einschließlich einiger, die dazu beitragen, das Licht von entfernten Objekten zu zerlegen. Diese Spektrographen halten zusammen mit Infrarotkameras Keck an der Spitze der Astronomieforschung. In den letzten Jahren hat das Observatorium auch adaptive Optiksysteme installiert, mit deren Hilfe die Spiegel die Bewegung der Atmosphäre ausgleichen können, die die Sicht verwischen kann. Diese Systeme verwenden Laser, um "Leitsterne" hoch am Himmel zu erzeugen.
Die adaptiven Optiklaser helfen dabei, die atmosphärischen Bewegungen zu messen und diese Turbulenzen mithilfe eines verformbaren Spiegels zu korrigieren, dessen Form sich 2.000 Mal pro Sekunde ändert. Das Keck II-Teleskop war das erste große Teleskop weltweit, das 1988 ein AO-System entwickelte und installierte, und war das erste, das 2004 Laser einsetzte. Die Systeme haben die Bildschärfe erheblich verbessert. Heutzutage verwenden viele andere Teleskope auch adaptive Optiken, um ihre Sicht zu verbessern.
Keck Entdeckungen und Beobachtungen
Mehr als 25 Prozent der Beobachtungen von US-Astronomen werden am Keck-Observatorium gemacht, und viele von ihnen nähern sich der Aussicht von und übertreffen sie sogar das Hubble-Weltraumteleskop (was seine Beobachtung von hoch über der Erdatmosphäre macht).
Das Keck-Observatorium ermöglicht es dem Betrachter, Objekte im sichtbaren Licht und darüber hinaus ins Infrarot zu untersuchen. Dieses breite Spektrum an Beobachtungsräumen macht Keck wissenschaftlich so produktiv. Es eröffnet Astronomen ein Reich interessanter Objekte, die im sichtbaren Licht nicht beobachtet werden können.
Unter ihnen sind Sternegeburtsregionen ähnlich den bekannten Orionnebel und heiße junge Sterne. Die neugeborenen Sterne leuchten nicht nur im sichtbaren Licht, sondern erhitzen auch die Materialwolken, die ihre "Nester" gebildet haben. Keck kann in das Sternenkinderzimmer blicken, um die Prozesse der Sternengeburt zu beobachten. Seine Teleskope ermöglichten die Beobachtung eines solchen Sterns namens Gaia 17bpi, eines Mitglieds einer Klasse heißer junger Sterne namens "FU Orionis". Die Studie half Astronomen, mehr Informationen über diese neugeborenen Sterne zu sammeln, die noch in ihren Geburtswolken versteckt sind. Dieser hat eine Materialscheibe, die in Anfällen und Anfängen in den Stern "fällt". Dadurch wird der Stern von Zeit zu Zeit heller, selbst wenn er wächst.
Am anderen Ende des Universums wurden mit den Keck-Teleskopen eine extrem entfernte Gaswolke beobachtet, die kurz nach der Geburt des Universums vor etwa 13,8 Milliarden Jahren existierte. Dieser entfernte Gasklumpen ist mit bloßem Auge nicht sichtbar, aber Astronomen könnten ihn mit speziellen Instrumenten am Teleskop finden, um einen sehr entfernten Quasar zu beobachten. Sein Licht schien durch die Wolke, und anhand der Daten entdeckten Astronomen, dass die Wolke aus unberührtem Wasserstoff bestand. Das heißt, es existierte zu einer Zeit, als andere Sterne den Raum mit ihren schwereren Elementen noch nicht "verschmutzt" hatten. Es ist ein Blick auf die Bedingungen damals, als das Universum nur 1,5 Milliarden Jahre alt war.
Eine weitere Frage, die Keck-verwendende Astronomen beantworten möchten, lautet: "Wie haben sich die ersten Galaxien gebildet?" Schon seit Diese Säuglingsgalaxien sind sehr weit von uns entfernt und Teil des fernen Universums schwierig. Erstens sind sie sehr dunkel. Zweitens wurde ihr Licht durch die Expansion des Universums "gestreckt" und erscheint uns im Infrarot. Wenn wir sie jedoch verstehen, können wir sehen wie sich unsere eigene Milchstraße gebildet hat. Keck kann diese fernen frühen Galaxien mit seinen infrarotempfindlichen Instrumenten beobachten. Unter anderem können sie das Licht untersuchen, das von heißen jungen Sternen in diesen Galaxien (im ultravioletten Bereich) emittiert wird, das von Gaswolken, die die jugendliche Galaxie umgeben, wieder emittiert wird. Dies gibt Astronomen einen Einblick in die Bedingungen in diesen fernen Sternstädten zu einer Zeit, als sie noch Säuglinge waren und gerade anfingen zu wachsen.
Geschichte des Keck-Observatoriums
Die Geschichte des Observatoriums reicht bis in die frühen 1970er Jahre zurück. Zu diesem Zeitpunkt begannen Astronomen, eine neue Generation großer bodengestützter Teleskope mit den größten Spiegeln zu bauen, die sie herstellen konnten. Glasspiegel können jedoch sehr schwer und schwer zu bewegen sein. Was die Wissenschaftler und Ingenieure wollten, waren leichte. An der University of California und den Lawrence Berkeley Labs beteiligte Astronomen arbeiteten an neuen Ansätzen zum Bau flexibler Spiegel. Sie haben einen Weg gefunden, dies zu tun, indem sie segmentierte Spiegel erstellt haben, die abgewinkelt und "abgestimmt" werden können, um einen größeren Spiegel zu erstellen. Der erste Spiegel namens Keck I begann im Mai 1993, den Himmel zu beobachten. Keck II wurde im Oktober 1996 eröffnet. Diese Spiegelteleskope sind seitdem in Gebrauch.
Beide Teleskope gehören seit ihren Beobachtungen zum "ersten Licht" zur neuesten Generation von Teleskopen, die fortschrittliche Technologie für astronomische Studien verwenden. Derzeit wird das Observatorium nicht nur für astronomische Beobachtungen verwendet, sondern auch zur Unterstützung von Raumfahrtmissionen zu Planeten wie Merkur und den kommenden James Webb Weltraumteleskop. Seine Reichweite ist von keinem anderen aktuellen großen Teleskop auf dem Planeten zu übertreffen.
Die W.M. Das Keck Observatory wird von der California Association for Research in Astronomy (CARA) verwaltet, zu der auch die Zusammenarbeit mit Caltech und der University of California gehört. Die NASA ist ebenfalls Teil der Partnerschaft. Die W.M. Die Keck-Stiftung finanzierte den Bau.
Quellen
- Bildergalerie: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
- "News & Events vom IfA." Messung und Unsicherheit, www.ifa.hawaii.edu/.
- "Oben über der Welt so hoch." W. M. Keck Observatory, www.keckobservatory.org/.