Keckin observatorio istuu Mauna Kean huipulla Havaijin isolla saarella.
(Kuva: © NASA / JPL)
Kaksi teleskooppia W.M. Keckin observatorio on observatorion verkkosivuston mukaan maailman suurin optinen ja infrapuna-kaukoputki. Teleskooppien koon ja sijainnin vuoksi niillä on suuri kysyntä ammattilaisille tähtitieteilijöille. (Observatorio ei ole avoin yleisölle.) Keck on osallistunut useisiin merkittäviin löytöihin.
Observatorio sijaitsee Mauna Kean huipulla, uinuvalla tulivuorella Havaijilla. Koska Mauna Kea on lähellä päiväntasaajaa, se on erinomainen tähtitieteellinen havaintopaikka.
"Tyynen valtameren keskellä Havaijin saarta ympäröivät tuhannet mailia lämpöstabiilia merta", Keckin observatorio kirjoitti verkkosivustolleen. "13 796 jalkaa kestävässä Mauna Kean huippukokouksessa ei ole lähellä olevaa vuoristoaluetta kiertämään ylempää ilmapiiriä. Harvat kaupungin valot saastuttavat Havaijin yötaitoja, ja suurimman osan vuotta ilmapiiri Mauna Kean yläpuolella on selkeä, rauhallinen ja kuiva."
Molemmat kaukoputket, nimeltään Keck I ja Keck II, ovat 10 metrin (32,8 jalkaa) poikki. Kunkin kaukoputken peilit on valmistettu 36 kevyestä segmentistä, jotka toimivat yhdessä samalla tavalla kuin yksi peili. Teleskoopit sijaitsevat eristetyissä kupuissa, joiden paino on 700 000 kuutiometriä. Jättiläiset ilmastointilaitteet toimivat koko päivän lämpötilan pitämiseksi pakkasessa tai sen alapuolella. Tämä auttaa vähentämään kaukoputkien teräksen ja peilien muodonmuutoksia Keck-verkkosivuston mukaan.
Historia
Kaukoputkien rahoitus tulee hyväntekeväisyysjärjestöltä, joka tunnetaan nimellä W.M. Keck-säätiö. Yhteisön perusti vuonna 1954 William Myron Keck, joka perusti Superior Oil Company -säätiön verkkosivuston mukaan.
"Mr. Keck kuvasi hyväntekeväisyyttä edistävää instituutiota, joka tarjoaisi kauaskantoisia etuja ihmiskunnalle", säätiö sanoi. "Suunnitellessaan rohkeaa, luovaa lähestymistapaa apurahojen myöntämiseen hän loi perinnön, jota säätiö ylpeänä ylläpitää tänään."
Säätiön toimeksiantoon sisältyy tieteen rahoittaminen, ja vuonna 1985 se myönsi 70 miljoonaa dollaria (155 miljoonaa dollaria 2014 dollaria) ensimmäisen teleskoopin, Keck I: n, rakentamiseen. Rakentamisen aikana toiselle teleskoopille, Keck II, tuli 68 miljoonaa dollaria. Teleskoopit aloittivat tieteellisen tutkimuksensa vuonna 1993 ja Keck-verkkosivuston mukaan vuonna 1996. [Liittyy: Keckin observatorio: Kosmiset valokuvat Havaijin Mauna Keasta]
Teleskooppien instrumentti-arsenaali sisältää useita optisille aallonpituuksille ja muita infrapuna-alueille. Keck II: ssä on DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), joka voi poimia spektritiedot 1200 objektista samanaikaisesti. Keck I: llä on HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer), joka voi tutkia tähtivalon värejä.
Esimerkkejä infrapunainstrumentteista ovat adaptiivinen laseroptinen järjestelmä (saatavana tietyillä instrumenteilla molemmilla kaukoputkilla) ja Keck II: n NIRSPEC (Near Infrared Spektrometri). Joihinkin NIRSPECin tieteellisiin tutkimuksiin sisältyy radiokamera galaksien tarkasteleminen, jotka ovat hyvin kaukana maapallosta (mikä tarkoittaa, että ne ovat vanhempia Big Bang Theoryn mukaan, jonka mukaan maailmankaikkeus syntyi singulaarisuudesta ja laajenee siitä lähtien.) NIRSPEC: ää voidaan käyttää myös oppia lisää ruskeista kääpiöistä, joita on esineitä, joita pidetään "epäonnistuneina tähtiin" - valtavia kaasujätteitä, jotka eivät ole riittävän suuria käynnistämään ydinfuusio.
Terävien kuvien säteily
Observatorion verkkosivuston mukaan Keck II-kaukoputki on ensimmäinen maailmassa, joka käyttää adaptiivista optiikkajärjestelmää; Keck Minulla oli myöhemmin myös yksi asennettu. Tämän tyyppisen järjestelmän on tarkoitus muuttaa peilin muotoa ilmakehän muutosten huomioon ottamiseksi. Ilmapiiri voi hämärtää kaukaisten tähtiä, mikä vaikeuttaa tähtitieteilijöiden tarkkojen mittausten tekemistä, elleivät ne nouse ilman yläpuolelle. (Tämä on yksi syy, jonka vuoksi tutkijat nauttivat teleskooppien, kuten Hubble-avaruusteleskoopin tai Spitzer-avaruusteleskoopin, käytöstä.)
Koska ilmapiiri muuttuu niin nopeasti, kaukoputkien on myös muutettava muoto nopeasti. Molemmat kaukoputket voivat muuttaa sen peiliä 2 000 kertaa sekunnissa, jolloin kuvat ovat 10 kertaa selkeämpiä kuin ne olisivat ilman järjestelmää. He luottavat laseriin mittauksien muuttamiseksi, mikä on parannus vanhaan menetelmään verrattuna: kirkkaan tähden käyttäminen, jota ei ole helppo saavuttaa, koska tämä on mahdollista vain noin yhdellä prosentilla taivaasta.
"Tähtitieteilijät kehittivät laserohjaintähtien adaptiivisen optiikan, joka käyttää erikoislaseria ja herättää natriumatomeja, jotka sijaitsevat ilmakehän kerroksessa 90 kilometriä maan päällä", observatorio sanoi. "Natriumkerrosten atomien innostuminen luo keinotekoisen" tähden "ilmakehän vääristymien mittaamiseksi ja sallii adaptiivisen optiikan tuottaa teräviä kuvia taivaankappaleista, jotka sijaitsevat melkein missä tahansa taivaalla."
Merkittäviä löytöjä
Keckin kaksoteleskoopit ovat tehneet joukon löytöjä rakentamisen jälkeen.
Keck on osallistunut useisiin muihin löytöihin:
- Se auttoi mittaamaan etäisen maailman koon, joka on suunnilleen Uranuksen kokoinen.
- Se paljasti neljä kvartaaria (mustien reikien virtansa galaksit) yhdessä järjestelmässä.
- Se sai selville, että galaksi on melkein kokonaan tummaa ainetta.
- Se jäljitti mielenkiintoisen ilmakehän toiminnan Jupiterin tulivuoren Io: lla sekä Neptunuksella.
- Se katsoi tähtiä omituisella kirkkauttamisella ja himmentämisellä; vaikka myöhemmin se johtui pölystä, tuolloin jotkut ihmiset kutsuivat sitä mahdolliseksi muukalaisten megarakenteeksi.
[Liittyy: 10 hämmästyttävää avaruus löytöä Keckin observatorion kautta]
[Liittyy: Keckin observatorio: Kosmiset valokuvat Havaijin Mauna Keasta]
Vuonna 1999 observatorio auttoi toista observatorioa tarkkailemalla ensimmäisen eksoplaneetan kauttakulkua vanhemman tähdensa läpi. Tämä tapahtui sen jälkeen, kun Keck suoritti tähti HD 209458 -mittaukset ja totesi, että tähti näytti heiluvan, ikään kuin planeetta muuttaisi sen liikkeitä. Sitten tiederyhmä pyysi muita yksityisrahoitteisen Fairbornin observatorion astronomijoita Arizonassa tarkkailemaan tähtien edessä tapahtuvaa kauttakulkua, joka tapahtui heidän ennustetuksi.
Toinen löytö oli selvittää, kuinka tähdet liikkuvat Andromedan galaksissa, näkyvässä galaksissa, joka on 2,5 miljoonaa valovuotta maasta, joten se on hyvin lähellä oleva naapuri. Tämä oli tärkeää, koska se auttoi tähtitieteilijöitä ymmärtämään kuinka suuri galaksi on.
Keck osallistui myös tutkimusprojektiin, johon osallistui useita kaukoputkia, ja se tarkasteli supernovoja (tähti räjähdyksiä) koko maailmankaikkeudessa. Niiden tarkoituksena oli laskea kuinka nopeasti maailmankaikkeus kasvaa. Tulokset osoittivat, että maailmankaikkeus todella kiihtyy kasvaessaan, jota ehkä johtaa "tumma energia" - vähän ymmärretty käsite, joka voi (yhdessä tumman aineen kanssa) muodostaa suurimman osan maailmankaikkeudesta. [Liittyy: 10 hämmästyttävää avaruus löytöä Keckin observatorion kautta]
Vuonna 2015 Keck auttoi jäljittämään niin kutsuttua kaikkein kaikkein koskaan löytämää galaksia - EGSY8p7, joka on noin 13,2 miljardia valovuotta maasta. Sen äärimmäinen etäisyys tarkoittaa, että galaksi on peräisin vain 600 miljoonasta vuodesta maailmankaikkeuden luoneen Ison räjähdyksen jälkeen. Tällaisten galaksien tutkiminen auttaa tähtitieteilijöitä oppimaan lisää maailmankaikkeuden, etenkin muinaisen maailmankaikkeuden, historiasta. Ensi vuonna tähtitieteilijät paljastivat varhaisen työn tutkimalla galakseja, jotka ovat peräisin pimeiden aikakausien lopusta, viitaten aikaan, jolloin valo ei voinut tunkeutua maailmankaikkeuden opasiteettiin.
Lisäresurssit
- W. M. Keckin observatorio
- W. M. Keck-säätiö
