McDonaldin observatorion suuret kaukoputken kupolit. Vasemmassa yläkulmassa Hobby-Eberly-teleskooppikupoli istuu Fowlkes-vuoren huipulla. Etualalla Otto Struven teleskoopin kupoli istuu vasemmalla ja Harlan J. Smithin teleskooppi oikealla, Locke-vuoren huipulla.
(Kuva: © McDonald Observatory)
McDonald Observatory on Texasissa sijaitseva tähtitieteellinen sivusto, joka on antanut merkittävän panoksen tutkimukseen ja koulutukseen yli 80 vuoden ajan.
Texasin yliopiston Austinissa hallinnoimassa McDonaldin observatoriossa on useita teleskooppeja, jotka sijaitsevat 6791 jalan (2070 metriä) korkeudessa merenpinnan yläpuolella Locke- ja Fowlkes-vuorilla, jotka ovat osa Davis-vuoria Länsi-Texasissa, noin 450 mailia (724). km) länteen Austinista. McDonald "nauttii minkä tahansa mantereen Yhdysvaltojen mantereen observatorion tummimmista yötaiteista" lehdistötiedote myönnetty observatorion 80-vuotisjuhlaan.
McDonaldissa asuu Hobby-Eberly-teleskooppi, joka on yksi maailman suurimmista optisista teleskoopeista, ja siinä on 36 jalkaa leveä (11 metriä) peili.
Vierailukeskus tarjoaa päiväretkiä tontteihin ja suuriin kaukoputkeihin, päivittäisen aurinkokatselun, hämäräohjelman ulkona amfiteatterissa ja yöllä tähtijuhlia kaukoputken katselun avulla.
Observatorio tunnetaan myös päivittäisestä StarDate-ohjelmasta, joka toimii yli 300 radioasemalla ympäri maata.
Observatorion lahja
Teksasin yliopiston regenssit olivat yllättyneitä, kun he avasivat vuonna 1926 kuolleen Texasista Pariisista peräisin olevan pankkiirin William Johnson McDonaldin tahdon. Hän oli jättänyt suurimman osan omaisuudestaan yliopistoon tähtitieteellisen observatorion rakentamiseksi. . Oikeudenkäynnin jälkeen Texasin osavaltion historiallisen yhdistyksen mukaan käytettävissä oli noin 850 000 dollaria (vastaa 11 miljoonaa dollaria tänään).
"McDonaldin sanotaan ajatelleneen, että observatorio parantaisi sääennusteita ja auttaisi siten maanviljelijöitä suunnittelemaan työtään", yhdistys sanoi.
Mutta oli olemassa kaksi suurta haastetta, ennen kuin McDonaldin toiveista tuli totta. Ensinnäkin rahaa riitti observatorion rakentamiseen, mutta ei tarpeeksi sen johtamiseen, joten yliopiston olisi hankittava lisää varoja. Toiseksi, tuolloin Texasin yliopistolla ei ollut tiedekunnassa tähtitieteilijöitä, joten sen piti rekrytoida avaruusasiantuntijoiden ryhmä.
Onneksi Chicagon yliopistossa oli tähtitieteilijöitä, jotka etsivät toista kaukoputkea käytettäväksi yliopistonsa refraktoivan kaukoputken lisäksi Yerkesin observatoriossa. Joten kahden yliopiston presidentit tekivät sopimuksen: Teksasin yliopisto rakentaisi uuden observatorion ja Chicagon yliopisto toimittaisi asiantuntijoita sen käyttämiseen.
Teleskoopit McDonaldin observatoriossa
McDonaldin ensimmäinen suuri kaukoputki - nimeltään myöhemmin Otto Struven kaukoputkella observatorion ensimmäisen johtajan jälkeen - valmistui vuonna 1939 ja on edelleen käytössä. Sen pääpeili on 2,08 metriä leveä 82 tuumaa. Yksi Struven kaukoputken päätarkoituksista oli analysoida tähtiistä ja muista taivaankappaleista tulevan valon tarkat värit, määrittää niiden kemiallinen koostumus, lämpötila ja muut ominaisuudet. Tätä varten kaukoputki suunniteltiin lähettämään valoa peilisarjan kautta toiseen huoneeseen spektrografiin - instrumenttiin, joka erottaa valon komponenttiväriin -. Tämä vaati teleskoopin kiinnittämistä Warner & Swasey -yrityksen suunnittelemaan ja rakentamaan outoon näköiseen akselien ja vastapainojen järjestelyyn. "Raskaalla teräksellä kiinnitetyllä ja mustalla, puoliksi avoimella rungollaan Struve ei ole vain tieteellinen instrumentti, vaan se on myös taideteos" Observatorion verkkosivuilla sanotaan.
Struven kaukoputki auttoi tähtitieteilijöitä keräämään ensimmäiset todisteet ilmakehästä Saturnin kuun Titanilla. Gerard Kuiper, jota avustaa Struve, löysi johtolankoja tutkiessaan aurinkokunnan suurimpia kuutamme vuonna 1944. Kuiper julkaisi spektroskopisen tutkimuksensa Astrophysical Journal.
Vuonna 1956 McDonald-sivustoon lisättiin heijastava kaukoputki, jossa oli 36 tuuman (0,9 m) peili, Chicagon yliopiston pyynnöstä. Struve-teleskoopin kupolista, joka on valmistettu paikallisesti louhitusta kivestä ja metallijäännöksestä, tämä instrumentti on suunniteltu ensisijaisesti mittaamaan tähteiden kirkkauden muutoksia. Se on nyt vanhentunut ammattimaiselle tutkimukselle, mutta sitä käytetään säännöllisesti erityisissä julkisen katselun yötä.
NASA rakensi Harlan J. Smithin teleskoopin, jonka pääpeili oli 107 tuumaa (2,7 m) poikki tutkimaan muita planeettoja valmistautuessaan avaruusalusten tehtäviin. Se oli maailman kolmanneksi suurin kaukoputki, kun se näki ensimmäisen valon vuonna 1968.
Vuodesta 1969 vuoteen 1985 Smith-teleskooppia käytettiin myös laservalon kohdistamiseen erityisiin heijastaviin peileihin, jotka Apollo-astronautit jättivät kuun. Mittaamalla aika, joka vaaditaan heijastuvan valon palaamiseksi Maan päälle, tähtitieteilijät voivat mitata kuun etäisyyden 3 senttimetrin tarkkuudella. Nämä mittaukset puolestaan auttavat ymmärtämään maapallon pyörimisnopeutta, kuun koostumusta, kuun kiertoradan pitkäaikaisia muutoksia ja itse painovoiman käyttäytymistä, mukaan lukien Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustamat pienet vaikutukset.
Kun Smith-kaukoputkea rakennettiin, pääkvartsipeilin keskelle leikattiin pyöreä reikä valon pääsemiseksi kaukoputken takana oleviin instrumentteihin. Leikattu kvartsikiekko tehtiin uudeksi peiliksi, joka oli 30 tuumaa (0,8 m) poikki toista kaukoputkea varten. Tällä lähellä 1970 rakennetulla instrumentilla, joka tunnetaan yksinkertaisesti 0,8 metrin teleskooppina, on etuna epätavallisen laaja näkökenttä.
McDonald'sin suurin kaukoputki
Nykyään McDonaldin jättiläinen on Hobby-Eberly-teleskooppi (HET), vieressä olevalla Mount Fowlkes -kadulla, joka on melkein mailin (1,3 km) päässä alkuperäisten kupolien rypälestä Locke-vuorella. HET on Texasin yliopiston Austinin, Pennsylvanian osavaltion yliopiston ja kahden saksalaisen yliopiston: Ludwig-Maximilians-Universität München ja Georg-August-Universität Göttingen yhteisprojekti.
Vuonna 1997 omistettu HET on silmiinpistävä tekninen kontrasti klassisen Struve-instrumentin kanssa. HET: n pääpeili ei ole yksi lasi- tai kvartsipala, vaan ryhmä, joka koostuu 91 yksilöllisesti ohjatusta kuusikulmaisesta segmentistä, jotka tekevät kennomaisen heijastavan alueen, joka on 11 metriä leveä. Pääkupolin vieressä oleva sienenmuotoinen torni sisältää lasereita, jotka on tarkoitettu peilisegmentteihin niiden suuntauksen testaamiseksi ja säätämiseksi.
Toinen HET: n huomattava piirre on, että kaukoputki voi pyöriä osoittaen mihin tahansa kompassin suuntaan, mutta se ei voi kallistaa ylös tai alas osoittaakseen eri taivaankorkeuksia. Sen sijaan pääpeili on tuettu kiinteässä kulmassa, joka osoittaa 55 astetta horisontin yläpuolella. Tarkkaan ohjattu seurantatuki siirtää valonkeruulaitteita eri puolille pääpeilin yläpuolelle, mikä kohdistuu hieman erilaisiin taivaan osiin. Tämä ainutlaatuinen, yksinkertaistettu rakenne antoi HET: lle mahdollisuuden rakentaa murto-osan sen kokoisen tavanomaisen kaukoputken kustannuksista, samalla kun pääsy 70% taivaalle sen sijainnista näkyy.
HET on suunniteltu ensisijaisesti spektroskopiaan, joka on avainmenetelmä nykyisillä tutkimusalueilla, kuten avaruusobjektien liikkeiden mittaamisessa, etäisyyksien määrittämisessä galakseihin ja maailmankaikkeuden historian löytämiseen Ison räjähdyksen jälkeen.
Asuttavat planeetat ja tumma energia
Vuonna 2017 HET oli rededicated 40 miljoonan dollarin päivityksen jälkeen. Seurantajärjestelmä korvattiin uudella yksiköllä, joka käyttää enemmän pääpeiliä ja jolla on laajempi näkökenttä. Ja uusia tunnistinlaitteita luotiin.
Yksi uusista välineistä on Habitable Zone Planet Finder (HPF), joka on rakennettu yhdessä kansallisen standardi- ja teknologiainstituutin kanssa. HPF on optimoitu tutkimaan infrapunavaloa läheisiltä, viileiltä punaisilta kääpiötähteiltä, mukaan ilmoitus observatoriosta. Näillä tähtiillä on pitkä elinikä ja ne voisivat tarjota tasaista energiaa lähellä niitä kiertäville planeetoille. HPF sallii tähden säteittäisnopeuden tarkat mittaukset, mitattuna tähtien spektrien värin pienellä muutoksella kiertävän planeetan vetäessä sitä, mikä on kriittinen tieto uusien planeettojen löytämisessä ja vahvistamisessa.
Toinen edistysaskel on Hobby-Eberly-teleskoopin Dark Energy Experiment (HETDEX). HETDEX, joka on ensimmäinen suuri kokeilu, joka etsii maailmankaikkeuden laajentumista ajaavaa salaperäistä voimaa, kertoo meille, mikä muodostaa melkein kolme neljäsosaa kaikesta asiasta ja Se kertoo meille, ovatko painovoimalait oikein, ja paljastaa uusia yksityiskohtia siitä isosta räjähdyksestä, jossa maailmankaikkeus syntyi, " HETDEX hankkeen verkkosivusto sanoo.
Keskeinen osa pimeän energian etsintää on Visible Integral-Field Replicable Unit Spectrographs, tai VIRUS, sarja 156 spektrografia, jotka on asennettu kaukoputken viereen ja vastaanottavat valoa kaukoputkesta tulevien 35 000 optisen kuidun kautta. Tämän samanlaisen instrumenttipaketin kanssa, joka jakaa kaukoputken, HET voi tarkkailla useita satoja galakseja kerralla, mittaamalla kuinka heidän omiin liikkeisiin ja maailmankaikkeuden laajenemiseen vaikuttaa niiden valo.
HETDEX vie noin kolme vuotta tarkkailemalla vähintään miljoona galaksia, tuottamaan suuren kartan, joka näyttää maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden eri ajanjaksoina. Mahdolliset muutokset maailmankaikkeuden kasvussa voivat tuottaa eroja tummassa energiassa.
Pitää taivaan pimeänä
Vuonna 2019 McDonaldin observatorio sai öljyn ja kaasun etsintä- ja tuotantoyritykseltä Apache Corp. -ltä apurahan tumman taivaan arvon lisäämiseksi luonnonvaroina ja tähtitieteellisen tutkimuksen tukena. Lahjalla rahoitetaan koulutusohjelmia, tiedotustilaisuuksia ja uutta näyttelyä observatorion vierailukeskuksessa. Observatorion mukaan ilmoitus, Apache on toiminut mallina muille Länsi-Texasissa toimiville yrityksille säätämällä ja suojaamalla valoja porauskohteissaan ja niihin liittyvissä tiloissa.
Lisäresurssit:
- Katso tämä videon esittely McDonaldin observatorioon.
- Seuraa organisaation uusimpia McDonaldin observatorion uutisia ja valokuvia Facebook-sivu.
- Lisätietoja observatorion toiminnoista StarDate-radio-ohjelma.
Space.com-julkaisija Steve Fentress päivitti tämän artikkelin 15. marraskuuta 2019.
