A McDonald Obszervatórium nagy távcsöveinek kupolái. A bal felső sarokban a Hobby-Eberly teleszkóp kupola a Fowlkes-hegy tetején ül. Az előtérben az Otto Struve teleszkóp kupola balra, a jobb oldalon pedig a Harlan J. Smith teleszkóp, Locke hegy tetején helyezkedik el.
(Kép: © McDonald Observatory)
A McDonald Observatory egy texasi székhelyű csillagászati helyszín, amely több mint 80 éve jelentős mértékben hozzájárult a kutatáshoz és az oktatáshoz.
A Austini Texasi Egyetem által adminisztrált McDonald Obszervatórium számos távcsövet fektetett a tengerszint feletti 6791 láb (2070 méter) tengerszint feletti magasságban Locke-hegyre és Fowlkes-hegyre, a Texas nyugati részén található Davis-hegység körül, mintegy 450 mérföldre (724). kilométer) Austin nyugatra. A McDonald "élvezi az Egyesült Államok kontinentális bármely professzionális obszervatóriumának legsötétebb éjszakai égboltját". híradás az obszervatórium 80. évfordulója alkalmából adták ki.
A McDonald ad otthont a Hobby-Eberly teleszkópnak, a világ egyik legnagyobb optikai távcsövének, amely 36 láb széles (11 méter) tükörrel rendelkezik.
A látogatóközpont nappali túrákat kínál a talajról és a nagy távcsövekről, nappali napellenzőt, alkonyatprogramot egy kültéri amfiteátrumban és éjszakai csillagpartiokat távcsővel történő megtekintéssel.
A csillagvizsgáló a napi StarDate programjáról is ismert, amely több mint 300 rádióállomáson működik az országban.
Egy obszervatórium ajándéka
A Texasi Egyetem regentjei meglepődtek, amikor megnyitották a texasi Párizsban, 1926-ban meghalt bankár William Johnson McDonald akaratát. A vagyon nagy részét az egyetemre hagyta, hogy csillagászati obszervatóriumot építsen. . A bírósági eljárás lezárása után körülbelül 850 000 dollár (ma 11 millió dollárnak felel meg) volt elérhető a texasi állami történelmi szövetség szerint.
"Állítólag McDonald azt gondolta, hogy egy obszervatórium javítja az időjárás-előrejelzést, és ezért segíti a gazdákat a munkájuk megtervezésében" - mondta a szövetség.
De két nagy kihívást kell leküzdeni, mielőtt McDonald kívánsága valóra vált. Először, a pénz elegendő volt egy obszervatórium felépítéséhez, de nem volt elegendő annak működtetéséhez, így az egyetemnek több pénzt kellene beszereznie. Másodszor, abban az időben a Texasi Egyetemen nem volt csillagász a karán, ezért fel kellett hívnia egy űrszakértői csoportot.
Szerencsére a Chicagói Egyetemen volt csillagászok, akik újabb távcsövet kerestek a University Yerkes Obszervatóriumának refraktív távcsövé mellett. Tehát a két egyetem elnökei megállapodást kötöttek: A Texasi Egyetem építené az új obszervatóriumot, a Chicagói Egyetem pedig szakértőket bocsátana rendelkezésre.
Távcsövek a McDonald Obszervatóriumban
A McDonald első nagy távcsöve - amelyet később Otto Struve távcsőnek hívtak meg az obszervatórium első rendezője után - 1939-ben fejezték be és továbbra is használják. A fő tükör 828 hüvelyk (2,08 méter) átmérőjű. A Struve-távcső egyik fő célja az volt, hogy elemezze a csillagokból és más égi testekből származó fény pontos színét, meghatározza azok kémiai összetételét, hőmérsékletét és egyéb tulajdonságait. Ennek érdekében a távcsövet úgy tervezték, hogy a tükrök sorozatán keresztül a fényt egy másik szobába sugározzon egy spektrográfba - egy műszerbe, amely elválasztja a fényt az alkotóelemek színéből. Ehhez a távcsövet a Warner & Swasey cég által tervezett és épített tengelyek és ellensúlyok furcsa megjelenésű elrendezésére kellett felszerelni. "Nehéz acél rögzítésével és fekete, félig nyitott keretével a Struve nem csupán tudományos eszköz, hanem műalkotás". Az Obszervatórium weboldala szerint.
A Struve-távcső segített a csillagászoknak összegyűjteni a Saturn hold Titán légkörének első bizonyítékait. Gerard Kuiper, maga Struve segítségével, 1944-ben megvizsgálta a nyomokat, miközben megvizsgálta Naprendszerünk legnagyobb holdjait. Kuiper publikálta spektroszkópiai tanulmányát az Astrophysical Journal.
1956-ban egy 36 hüvelykes (0,9 m) tükörrel ellátott fényvisszaverő távcsövet adtak a McDonald helyszínéhez a Chicagói Egyetem kérésére. A Struve teleszkóp kupolájának helyben kőzetből kőből és fémmaradékból készült kupolájában helyezte el ezt a műszert elsősorban a csillagok fényerejének változásainak mérésére. Ma már elavult a professzionális kutatáshoz, de rendszeresen használják speciális nyilvános megtekintési éjszakákon.
A Harlan J. Smith távcsövet, amelynek a fő tükör 107 hüvelyk (2,7 m) átmérőjű volt, a NASA építette, hogy más bolygók megvizsgálására készüljön fel az űrhajók küldetéseire. Ez volt a világ harmadik legnagyobb távcsöve, amikor 1968-ban látta az első fényt.
1969 és 1985 között a Smith távcsövet szintén arra használták, hogy lézerfényt irányítsanak az Apollo űrhajósai által a Holdon hagyott speciális tükröző tükrökre. A visszavert fénynek a Földhöz való visszatéréséhez szükséges idő mérése lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy megmérjék a hold távolságát 3 hüvelyk (1,2 hüvelyk) pontossággal. Ezek a mérések viszont hozzájárulnak a Föld forgási sebességének, a hold összetételének, a hold pályájának hosszú távú változásainak és magának a gravitációnak a megértéséhez, beleértve a kis hatásokat, amelyeket Albert Einstein általános relativitáselmélete előre jelez.
A Smith távcső építésekor kör alakú lyukat vágtak a fő kvarc tükör közepén, hogy a fény átjuthasson a távcső hátulján lévő műszerekbe. A kivágott kvarckorongot egy új, 0,8 m átmérőjű tükörbe készítették egy másik távcső számára. Ennek a közelben, 1970-ben épült, egyszerűen 0,8 méteres távcsőnek nevezett műszernek az az előnye, hogy rendkívül széles látómezővel rendelkezik.
A McDonald legnagyobb távcsője
Ma a McDonald óriása a Hobby-Eberly teleszkóp (HET), a szomszédos Fowlkes-hegy mellett, csaknem egy mérföldnyire (1,3 km-re) az eredeti kupolák klaszterétől a Locke-hegyn. A HET a Austini Texasi Egyetem, a Pennsylvania Állami Egyetem és két német egyetem: Ludwig-Maximilians-Universität München és Georg-August-Universität Göttingen közös projektje.
Az 1997-ben szentelt HET szembetűnő technológiai ellentétben áll a klasszikus Struve hangszerrel. A HET fő tükörje nem egy üvegdarab vagy kvarc, hanem 91 külön-külön vezérelhető hatszögletű szegmensből álló sorozat, amely méhsejt-szerű tükröződő területet alkot, amely 11 méter széles. A fő kupola melletti gomba alakú torony lézereket tartalmaz, amelyek a tükör szegmenseire irányulnak, hogy ellenőrizzék és beállítsák egymáshoz igazítást.
A HET másik figyelemre méltó tulajdonsága, hogy a távcső bármilyen iránytű felé mutathat, de nem tud felfelé vagy lefelé dőlni az ég különböző magasságain mutatva. Ehelyett a fő tükör egy rögzített szögben van tartva, amely a horizont felett 55 fokkal mutat. Egy pontosan vezérelt nyomkövető tartószerkezet a fénygyűjtő műszereket a fő tükör felett különböző helyekre mozgatja, amelynek célja az ég kissé eltérő részeire való irányítás. Ez az egyedülálló, egyszerűsített kialakítás lehetővé tette a HET építését a méretének hagyományos teleszkóp költségeinek töredékéig, miközben továbbra is lehetővé tette a helyének látható ég 70% -ának elérését.
A HET-et elsősorban spektroszkópiára fejlesztették ki, amely kulcsfontosságú módszer a jelenlegi kutatási területeken, mint például az űrobjektumok mozgásának mérése, a galaxisok távolságának meghatározása és az univerzum története felfedezése a Nagyrobbanás óta.
Élhető bolygók és sötét energia
2017-ben a HET volt rededicated 40 millió dolláros frissítés után. A nyomkövető rendszert egy új egység váltotta fel, amely több a fő tükörből és szélesebb látómezővel rendelkezik. És új érzékelő eszközöket hoztak létre.
Az egyik új eszköz a Habitable Zone Planet Finder (HPF), amelyet a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézettel közösen építettek. A HPF optimalizálva van a közeli, hűvös vörös törp csillagok infravörös fényének tanulmányozására, egy közlemény az obszervatóriumból. Ezeknek a csillagoknak hosszú élettartama van, és állandó energiát tudnak biztosítani a közeli körüli keringõ bolygók számára. A HPF lehetővé teszi a csillag sugársebességének pontos mérését, amelyet a csillag spektruma színének apró változása alapján lehet mérni, amikor azt egy keringő bolygó meghúzza, ami kritikus információ az új bolygók felfedezésében és megerősítésében.
Egy újabb előrelépés a Hobby-Eberly teleszkóp sötét energiájú kísérlete (HETDEX). A HETDEX az első nagyobb kísérlet, amely az univerzum tágulását előidéző titokzatos erő keresésére irányul. A HETDEX "elmondja nekünk, hogy mi az összes anyag majdnem háromnegyede. Ez megmutatja nekünk, hogy a gravitációs törvények helyesek-e, és új részleteket derít fel a Nagyrobbanásról, amelyben az univerzum született ". HETDEX projekt honlapja mondja.
A sötét energia keresésének kulcsfontosságú eleme a Visual Integral-Field Replicable Unit Spectrographs, vagy a VIRUS, egy 156 spektrográf készlet, amely a távcső mellé van felszerelve és fényt vesz a távcsőből érkező 35 000 optikai szálon keresztül. Ezzel az azonos műszercsomaggal, amely megosztja a távcsövet, a HET egyszerre több száz galaxist is megfigyelhet, megmérve, hogy a saját mozgásuk és az univerzum kiterjedése hogyan befolyásolja fényüket.
A HETDEX körülbelül három évet tölti legalább 1 millió galaxis megfigyelésével, hogy elkészítsen egy nagy térképet, amely megmutatja az univerzum terjedési sebességét különböző időszakokban. Az univerzum növekedésének gyors változásai eltéréseket eredményezhetnek a sötét energiában.
Az égbolt sötétben tartása
2019-ben a McDonald Obszervatórium támogatásban részesült az Apache Corp.-től, egy olaj- és gázkutató és -termelő vállalattól a sötét égbolt természeti erőforrásként való megértésének elősegítése és a csillagászati kutatások támogatásaként. Az ajándék oktatási programokat, tájékoztató rendezvényeket és egy új kiállítást fog finanszírozni az obszervatórium látogatói központjában. Az obszervatórium szerint közlemény, Az Apache példaként szolgált a többi nyugat-texasi vállalkozás számára azáltal, hogy fúrási helyszínein és a kapcsolódó létesítményekben megvilágította a lámpákat.
További források:
- Ezt nézd videó bevezetés a McDonald Obszervatóriumba.
- Kövesse a McDonald Observatory legfrissebb híreit és fényképeit a szervezetről Facebook oldal.
- Tudjon meg többet a Obszervatóriumról StarDate Radio program.
Ezt a cikket 2019. november 15-én frissítette a Space.com közreműködője, Steve Fentress.
