Οι μεγάλοι θόλοι τηλεσκοπίων του Παρατηρητηρίου McDonald. Επάνω αριστερά, ο θόλος Telescope Hobby-Eberly βρίσκεται πάνω από το όρος Fowlkes. Σε πρώτο πλάνο, ο θόλος του τηλεσκοπίου Otto Struve κάθεται αριστερά και το τηλεσκόπιο Harlan J. Smith στα δεξιά, πάνω από το Mount Locke.
(Εικόνα: Παρατηρητήριο McDonald)
Το McDonald Observatory είναι ένας αστρονομικός ιστότοπος που εδρεύει στο Τέξας και έχει συμβάλει σημαντικά στην έρευνα και την εκπαίδευση για περισσότερα από 80 χρόνια.
Διοικούμενο από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, το Παρατηρητήριο McDonald έχει αρκετά τηλεσκόπια σκαρφαλωμένα σε υψόμετρο 6791 πόδια (2070 μέτρα) πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας στο Όρος Locke και στο Όρος Fowlkes, μέρος των βουνών Davis στο δυτικό Τέξας, περίπου 450 μίλια (724 χιλιόμετρα) δυτικά του Ώστιν. Η McDonald "απολαμβάνει τους πιο σκοτεινούς νυχτερινούς ουρανούς οποιουδήποτε επαγγελματικού παρατηρητηρίου στις ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες", σύμφωνα με ένα δελτίο ειδήσεων εκδόθηκε για την 80η επέτειο του παρατηρητηρίου.
Η McDonald φιλοξενεί το τηλεσκόπιο Hobby-Eberly, ένα από τα μεγαλύτερα οπτικά τηλεσκόπια στον κόσμο, με καθρέφτη πλάτους 36 μέτρων.
Ένα κέντρο επισκεπτών προσφέρει περιηγήσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας και μεγάλα τηλεσκόπια, ηλιακή θέα κατά τη διάρκεια της ημέρας, πρόγραμμα λυκόφωτος σε υπαίθριο αμφιθέατρο και πάρτι με αστέρια τη νύχτα με θέα τηλεσκόπιο.
Το παρατηρητήριο είναι επίσης γνωστό για το καθημερινό του πρόγραμμα StarDate, το οποίο λειτουργεί σε περισσότερους από 300 ραδιοφωνικούς σταθμούς σε όλη τη χώρα.
Το δώρο ενός παρατηρητηρίου
Οι αντιβασιλέα του Πανεπιστημίου του Τέξας εξέπληξαν όταν άνοιξαν τη βούληση του William Johnson McDonald, τραπεζίτη από το Παρίσι του Τέξας, ο οποίος πέθανε το 1926. Είχε αφήσει το μεγαλύτερο μέρος της περιουσίας του στο πανεπιστήμιο με σκοπό την κατασκευή ενός αστρονομικού παρατηρητηρίου . Μετά την ολοκλήρωση των δικαστικών διαδικασιών, περίπου 850.000 δολάρια (το ισοδύναμο των 11 εκατομμυρίων δολαρίων σήμερα) ήταν διαθέσιμα, σύμφωνα με το Texas State Historical Association.
"Ο McDonald λέγεται ότι πίστευε ότι ένα παρατηρητήριο θα βελτίωνε την πρόγνωση του καιρού και επομένως θα βοηθούσε τους αγρότες να προγραμματίσουν την εργασία τους", ανέφερε η ένωση.
Ωστόσο, υπήρχαν δύο μεγάλες προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν προτού η επιθυμία του McDonald να γίνει πραγματικότητα. Πρώτον, τα χρήματα ήταν αρκετά για να χτίσουν ένα παρατηρητήριο αλλά όχι για να το διαχειρίζονται, έτσι το πανεπιστήμιο θα χρειαζόταν να αποκτήσει περισσότερα χρήματα. Δεύτερον, εκείνη την εποχή, το Πανεπιστήμιο του Τέξας δεν είχε αστρονόμους στη σχολή του, οπότε έπρεπε να προσλάβει μια ομάδα εμπειρογνωμόνων του διαστήματος.
Ευτυχώς, το Πανεπιστήμιο του Σικάγο είχε αστρονόμους που έψαχναν ένα άλλο τηλεσκόπιο για χρήση εκτός από το διαθλαστικό τηλεσκόπιο του πανεπιστημίου τους στο Παρατηρητήριο Yerkes. Έτσι, οι πρόεδροι των δύο πανεπιστημίων έκαναν μια συμφωνία: Το Πανεπιστήμιο του Τέξας θα χτίσει το νέο παρατηρητήριο και το Πανεπιστήμιο του Σικάγο θα παρέχει στους εμπειρογνώμονες για τη λειτουργία του.
Τηλεσκόπια στο Παρατηρητήριο McDonald
Το πρώτο μεγάλο τηλεσκόπιο της McDonald - αργότερα ονομάστηκε το τηλεσκόπιο Otto Struve μετά τον πρώτο σκηνοθέτη του παρατηρητηρίου - τελείωσε το 1939 και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σήμερα. Ο κύριος καθρέφτης του είναι 82 ίντσες (2,08 μέτρα). Ένας από τους κύριους σκοπούς του Τηλεσκοπίου Struve ήταν να αναλύσει τα ακριβή χρώματα του φωτός που προέρχονται από αστέρια και άλλα ουράνια σώματα, για να προσδιορίσουν τη χημική τους σύνθεση, τη θερμοκρασία και άλλες ιδιότητες. Για να γίνει αυτό, το τηλεσκόπιο σχεδιάστηκε για να στέλνει φως μέσω μιας σειράς καθρεπτών σε έναν φασματογράφο - ένα όργανο που διαχωρίζει το φως στα συστατικά του χρώματα - σε ένα άλλο δωμάτιο. Αυτό απαιτούσε το τηλεσκόπιο να τοποθετηθεί σε μια παράξενη διάταξη αξόνων και αντίβαρων, που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την εταιρεία Warner & Swasey. «Με το βαρύ ατσάλινο στήριγμα και το μαύρο, μισό-ανοιχτό πλαίσιο, το Struve δεν είναι απλώς ένα επιστημονικό όργανο, αλλά είναι ένα έργο τέχνης», Ο ιστότοπος του Παρατηρητηρίου λέει.
Το τηλεσκόπιο Struve βοήθησε τους αστρονόμους να συγκεντρώσουν τα πρώτα στοιχεία μιας ατμόσφαιρας στο φεγγάρι του Κρόνου Τιτάνα. Ο Gerard Kuiper, επικουρούμενος από τον ίδιο τον Struve, βρήκε τις ενδείξεις εξετάζοντας τα μεγαλύτερα φεγγάρια του ηλιακού μας συστήματος το 1944. Ο Kuiper δημοσίευσε τη φασματοσκοπική του μελέτη στο Αστροφυσική Εφημερίδα.
Το 1956, ένα ανακλώμενο τηλεσκόπιο με καθρέφτη 36 ιντσών (0,9 m) προστέθηκε στην τοποθεσία McDonald κατόπιν αιτήματος του Πανεπιστημίου του Σικάγο. Στεγάζεται σε έναν τρούλο κατασκευασμένο από τοπικά λατομείο και πέτρινο μέταλλο από το θόλο Struve Telescope, αυτό το όργανο σχεδιάστηκε κυρίως για τη μέτρηση των αλλαγών στη φωτεινότητα των αστεριών. Είναι πλέον παρωχημένο για επαγγελματική έρευνα, αλλά χρησιμοποιείται τακτικά για ειδικές βραδιές με δημόσια θέα.
Το τηλεσκόπιο Harlan J. Smith, με κύριο καθρέφτη 107 ίντσες (2,7 m) απέναντι, κατασκευάστηκε από τη NASA για να εξετάσει άλλους πλανήτες σε προετοιμασία για αποστολές διαστημικών σκαφών. Ήταν το τρίτο μεγαλύτερο τηλεσκόπιο στον κόσμο όταν είδε το πρώτο φως το 1968.
Από το 1969 έως το 1985, το τηλεσκόπιο Smith χρησιμοποιήθηκε επίσης για να στοχεύει το φως λέιζερ σε ειδικούς καθρέφτες ανακλώσας που άφησαν στο φεγγάρι οι αστροναύτες του Απόλλωνα. Η μέτρηση του χρόνου που απαιτείται για την επιστροφή του ανακλώμενου φωτός στη Γη επιτρέπει στους αστρονόμους να μετρήσουν την απόσταση του φεγγαριού με ακρίβεια 1,2 ίντσες (3 εκατοστά). Αυτές οι μετρήσεις, με τη σειρά τους, συμβάλλουν στην κατανόηση του ρυθμού περιστροφής της Γης, της σύνθεσης του φεγγαριού, των μακροπρόθεσμων αλλαγών στην τροχιά του φεγγαριού και της συμπεριφοράς της ίδιας της βαρύτητας, συμπεριλαμβανομένων των μικρών επιπτώσεων που προβλέπονται από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Albert Einstein.
Όταν χτίστηκε το τηλεσκόπιο Smith, κόπηκε μια κυκλική οπή στο κέντρο του κύριου καθρέφτη χαλαζία για να επιτρέψει στο φως να περάσει στα όργανα στο πίσω μέρος του τηλεσκοπίου. Ο δίσκος χαλαζία αποκοπής μετατράπηκε σε νέο καθρέφτη 30 ίντσες (0,8 m) απέναντι από ένα άλλο τηλεσκόπιο. Αυτό το όργανο, που κατασκευάστηκε κοντά στο 1970 και ήταν γνωστό απλά ως τηλεσκόπιο 0,8 μέτρων, έχει το πλεονέκτημα ενός ασυνήθιστα μεγάλου οπτικού πεδίου.
Το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο της McDonald
Σήμερα, ο γίγαντας στο McDonald είναι το τηλεσκόπιο Hobby-Eberly (HET), στο γειτονικό Όρος Fowlkes, σχεδόν ένα μίλι (1,3 χλμ.) Από το σύμπλεγμα των αρχικών θόλων στο Όρος Locke. Το HET είναι ένα κοινό έργο του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ώστιν, του Πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας και δύο γερμανικών πανεπιστημίων: Ludwig-Maximilians-Universität München και Georg-August-Universität Göttingen.
Αφιερωμένο το 1997, το HET κάνει μια εντυπωσιακή τεχνολογική αντίθεση με το κλασικό όργανο Struve. Ο κύριος καθρέφτης του HET δεν είναι ένα κομμάτι γυαλιού ή χαλαζία, αλλά μια σειρά από 91 εξατομικώς ελεγχόμενα εξαγωνικά τμήματα που κάνουν μια κυψελωτή περιοχή ανακλαστικής πλάτους 36 πόδια (11 m). Ένας πύργος σε σχήμα μανιταριού δίπλα στον κύριο θόλο περιέχει λέιζερ που στοχεύουν στα τμήματα του καθρέφτη για να ελέγξουν και να προσαρμόσουν την ευθυγράμμισή τους.
Ένα άλλο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό του HET είναι ότι το τηλεσκόπιο μπορεί να περιστρέφεται για να δείχνει προς οποιαδήποτε κατεύθυνση πυξίδας, αλλά δεν μπορεί να γείρει προς τα πάνω ή προς τα κάτω για να δείχνει σε διαφορετικά ύψη στον ουρανό. Αντ 'αυτού, ο κύριος καθρέφτης υποστηρίζεται σε σταθερή γωνία που δείχνει 55 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα. Μια επακριβώς ελεγχόμενη υποστήριξη παρακολούθησης μετακινεί όργανα συλλογής φωτός σε διάφορες τοποθεσίες πάνω από τον κύριο καθρέφτη, ο οποίος έχει ως αποτέλεσμα να στοχεύει σε ελαφρώς διαφορετικά μέρη του ουρανού. Αυτός ο μοναδικός, απλοποιημένος σχεδιασμός επέτρεψε στο HET να κατασκευαστεί για ένα κλάσμα του κόστους ενός συμβατικού τηλεσκοπίου του μεγέθους του, ενώ εξακολουθεί να επιτρέπει την πρόσβαση στο 70% του ουρανού ορατό από τη θέση του.
Το HET σχεδιάστηκε κυρίως για φασματοσκοπία, η οποία είναι βασική μέθοδος σε τρέχοντες ερευνητικούς τομείς όπως η μέτρηση των κινήσεων των διαστημικών αντικειμένων, ο προσδιορισμός των αποστάσεων από τους γαλαξίες και η ανακάλυψη της ιστορίας του σύμπαντος από το Big Bang.
Κατοικήσιμοι πλανήτες και σκοτεινή ενέργεια
Το 2017, το HET ήταν αφιερωμένο εκ νέου μετά από αναβάθμιση 40 εκατομμυρίων δολαρίων. Το σύστημα παρακολούθησης αντικαταστάθηκε με μια νέα μονάδα που χρησιμοποιεί περισσότερο από τον κύριο καθρέφτη και έχει ευρύτερο οπτικό πεδίο. Και, δημιουργήθηκαν νέα όργανα ανίχνευσης.
Ένα από τα νέα όργανα είναι το Habitable Zone Planet Finder (HPF), που δημιουργήθηκε σε συνδυασμό με το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας. Το HPF είναι βελτιστοποιημένο για να μελετά το υπέρυθρο φως από κοντινά, δροσερά κόκκινα αστέρια νάνων, σύμφωνα με ένα ανακοίνωση από το παρατηρητήριο. Αυτά τα αστέρια έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και θα μπορούσαν να παρέχουν σταθερή ενέργεια για πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά κοντά τους. Το HPF επιτρέπει ακριβείς μετρήσεις της ακτινικής ταχύτητας ενός άστρου, μετρούμενη από τη λεπτή αλλαγή του χρώματος των φασμάτων του αστεριού καθώς έλκεται από έναν πλανήτη σε τροχιά, που είναι κρίσιμες πληροφορίες για την ανακάλυψη και επιβεβαίωση νέων πλανητών.
Προχωρώντας ένα άλλο σύνορο είναι το Πείραμα Dark Energy Telescope Hobby-Eberly (HETDEX). Με το πρώτο μεγάλο πείραμα που ψάχνει για τη μυστηριώδη δύναμη που ωθεί την επέκταση του σύμπαντος, το HETDEX "θα μας πει τι αποτελεί σχεδόν τα τρία τέταρτα του θέματος και ενέργεια στο σύμπαν. Θα μας πει εάν οι νόμοι της βαρύτητας είναι σωστοί, και θα αποκαλύψει νέες λεπτομέρειες σχετικά με τη Μεγάλη Έκρηξη στην οποία γεννήθηκε το σύμπαν, " ΗΤΔΕΞ ιστοσελίδα του έργου λέει.
Ένα βασικό κομμάτι της τεχνολογίας για την αναζήτηση σκοτεινής ενέργειας είναι οι ορατοί φασματογράφοι μονάδας ορατού ακέραιου πεδίου ή VIRUS, ένα σύνολο 156 φασματογραφιών τοποθετημένων δίπλα στο τηλεσκόπιο και λήψη φωτός μέσω 35.000 οπτικών ινών που προέρχονται από το τηλεσκόπιο. Με αυτό το πακέτο πανομοιότυπων οργάνων που μοιράζονται το τηλεσκόπιο, το HET μπορεί να παρατηρήσει αρκετές εκατοντάδες γαλαξίες ταυτόχρονα, μετρώντας πώς το φως τους επηρεάζεται από τις δικές τους κινήσεις και την επέκταση του σύμπαντος.
Το HETDEX θα περάσει περίπου τρία χρόνια παρατηρώντας τουλάχιστον 1 εκατομμύριο γαλαξίες για την παραγωγή ενός μεγάλου χάρτη που δείχνει τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος σε διαφορετικές χρονικές περιόδους. Τυχόν αλλαγές στο πόσο γρήγορα μεγαλώνει το σύμπαν θα μπορούσαν να αποφέρουν διαφορές στη σκοτεινή ενέργεια.
Κρατώντας τους ουρανούς σκοτεινούς
Το 2019, το Παρατηρητήριο McDonald έλαβε επιχορήγηση από την Apache Corp., μια εταιρεία εξερεύνησης και παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου, για την προώθηση της ευαισθητοποίησης σχετικά με την αξία των σκοτεινών ουρανών ως φυσικού πόρου και ως βοήθειας στην αστρονομική έρευνα. Το δώρο θα χρηματοδοτήσει εκπαιδευτικά προγράμματα, εκδηλώσεις προσέγγισης και μια νέα έκθεση στο κέντρο επισκεπτών του παρατηρητηρίου. Σύμφωνα με το παρατηρητήριο ανακοίνωσηΗ Apache έχει χρησιμεύσει ως μοντέλο για άλλες επιχειρήσεις στο δυτικό Τέξας προσαρμόζοντας και προστατεύοντας τα φώτα στους χώρους γεώτρησης και σε συναφείς εγκαταστάσεις.
Επιπρόσθετοι πόροι:
- Παρακολουθήσουν αυτό εισαγωγή βίντεο στο Παρατηρητήριο McDonald.
- Ακολουθήστε όλες τις τελευταίες ειδήσεις και φωτογραφίες από το Παρατηρητήριο McDonald's του οργανισμού Σελίδα Facebook.
- Μάθετε περισσότερα για το Παρατηρητήριο Πρόγραμμα StarDate Radio.
Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε στις 15 Νοεμβρίου 2019 από τον συνεργάτη Space.com Steve Fentress.
