Dideli „McDonald Observatory“ teleskopų kupolai. Viršutiniame kairiajame kampe „Hobby-Eberly“ teleskopas yra Fowlkeso kalno viršūnėje. Pirmame plane Otto Struve'o teleskopo kupolas yra kairėje, o Harlano J. Smitho teleskopas - dešinėje, virš Locke'o kalno.
(Vaizdas: © „McDonald Observatory“)
„McDonald Observatory“ yra Teksaso valstijos astronominė svetainė, kuri daugiau nei 80 metų svariai prisidėjo prie tyrimų ir švietimo.
Tekstilės universiteto Ostine administruojama, „McDonald Observatory“ turi keletą teleskopų, išdėstytų 6791 pėdų (2070 metrų) aukštyje virš jūros lygio Locke kalne ir Fowlkes kalne, Daviso kalnų dalyje vakarinėje Teksaso dalyje, apie 450 mylių (724). kilometrų) į vakarus nuo Austino. „McDonald“ „naudojasi tamsiausiu naktiniu dangumi iš bet kurios profesionalios observatorijos kontinentiniame JAV“, - teigia „ žinių laida išleistas observatorijos 80-mečiui.
„McDonald“ yra „Hobby-Eberly“ teleskopas, vienas didžiausių pasaulyje optinių teleskopų, turintis 36 pėdų pločio (11 metrų) veidrodį.
Lankytojų centre siūlomos dienos ekskursijos po aikšteles ir didelius teleskopus, dienos metu galima žiūrėti į saulės spindulius, rengti prieblandą lauko amfiteatre ir naktimis rengti žvaigždžių vakarėlius, žiūrint teleskopą.
Observatorija taip pat žinoma dėl savo dienos programos „StarDate“, kuri veikia daugiau nei 300 radijo stočių visoje šalyje.
Observatorijos dovana
Teksaso universiteto regentai buvo nustebinti, kai atidarė Williamo Johnsono McDonaldo, bankininko iš Paryžiaus, Teksaso, kuris mirė 1926 m., Testamentą. Didžiąją dalį savo turtų jis paliko universitetui, kad galėtų pastatyti astronomijos observatoriją. . Remiantis Teksaso valstijos istorinės asociacijos duomenimis, buvo baigta apie 850 000 USD (šiandien lygi 11 mln. USD).
„Sakoma, kad„ McDonald “manė, kad observatorija pagerins orų prognozavimą ir todėl padės ūkininkams planuoti savo darbą“, - teigė asociacija.
Tačiau norint įveikti McDonald'o norą tapo realybe, reikėjo įveikti du pagrindinius iššūkius. Pirma, pinigų pakako observatorijai pastatyti, bet nepakanka jai vykdyti, todėl universitetui reikės įsigyti daugiau lėšų. Antra, tuo metu Teksaso universiteto fakultete nebuvo astronomų, todėl reikėjo įdarbinti kosmoso ekspertų komandą.
Laimei, Čikagos universitetas turėjo astronomų, kurie ieškojo dar vieno teleskopo, kurį būtų galima naudoti šalia savo universiteto refrakcijos teleskopo Yerkeso observatorijoje. Taigi, dviejų universitetų prezidentai sudarė susitarimą: Teksaso universitetas statys naują observatoriją, o Čikagos universitetas - ekspertus, kurie ją valdytų.
Teleskopai „McDonald“ observatorijoje
Pirmasis pagrindinis „McDonald“ teleskopas - vėliau pavadintas Otto Struve teleskopu po pirmojo observatorijos direktoriaus - buvo baigtas 1939 m. Ir naudojamas iki šiol. Jo pagrindinis veidrodis yra 82 colių (2,08 metro) skersmens. Vienas pagrindinių Struve teleskopo tikslų buvo išanalizuoti tikslias šviesos, sklindančios iš žvaigždžių ir kitų dangaus kūnų, spalvas, nustatyti jų cheminę sudėtį, temperatūrą ir kitas savybes. Tam teleskopas buvo suprojektuotas perduoti veidrodį į spektrografą - instrumentą, atskiriantį šviesą į jo spalvas - į kitą kambarį. Tam reikėjo teleskopą pritvirtinti prie keistai atrodančių ašių ir atsvarų išdėstymo, kurį suprojektavo ir pastatė „Warner & Swasey“ kompanija. „Dėl savo tvirto plieno tvirtinimo ir juodo, pusiau atviro rėmo,„ Struve “yra ne tik mokslinis instrumentas, bet ir meno kūrinys“, - teigia „ Observatorijos tinklalapyje rašoma.
Struve teleskopas padėjo astronomams surinkti pirmuosius atmosferos ant Saturno mėnulio Titano atmosferos įrodymus. Gerardas Kuiperis, padedamas paties Struve'o, rado įkalčių tirdamas didžiausius mūsų saulės sistemos mėnulius 1944 m. Kuiperis paskelbė savo spektroskopinį tyrimą Astrofizinis žurnalas.
1956 m. Čikagos universiteto prašymu į McDonald vietą buvo įtrauktas atspindintis teleskopas su 36 colių (0,9 m) veidrodžiu. Šis instrumentas, pastatytas iš kupolo, pagaminto iš lokaliai iškastų uolienų ir iš Struve teleskopo kupolo likusio metalo, buvo skirtas pirmiausia žvaigždžių ryškumo pokyčiams matuoti. Dabar jis yra pasenęs profesionaliems tyrimams, tačiau jis reguliariai naudojamas specialioms viešai žiūrimoms naktims.
NASA pastatė Harlano J. Smitho teleskopą, kurio pagrindinis veidrodis buvo 107 colių (2,7 m) skersmens, kad būtų galima ištirti kitas planetas, ruošiantis erdvėlaivių misijoms. Tai buvo trečias pagal dydį teleskopas pasaulyje, kai pirmą kartą išvydo šviesą 1968 m.
Nuo 1969 iki 1985 m. Smitho teleskopas taip pat buvo naudojamas lazerio šviesai nukreipti į specialius atspindinčius veidrodžius, kuriuos Mėnulyje paliko „Apollo“ kosmonautai. Išmatuodami laiką, per kurį atspindėta šviesa gali grįžti į Žemę, astronomai gali išmatuoti Mėnulio atstumą 1,2 colio (3 centimetrų) tikslumu. Šie matavimai, savo ruožtu, padeda suprasti mūsų Žemės sukimosi greitį, Mėnulio kompoziciją, ilgalaikius Mėnulio orbitos pokyčius ir patį gravitacijos elgesį, įskaitant nedidelius efektus, numatomus Alberto Einšteino bendrojoje reliatyvumo teorijoje.
Kai buvo statomas Smito teleskopas, jo pagrindinio kvarco veidrodžio centre buvo išpjaustyta apvali skylė, kad šviesa galėtų patekti į teleskopo gale esančius instrumentus. Iškirptas kvarco diskas buvo pagamintas į naują veidrodį, kuris buvo 30 colių (0,8 m) skersai kito teleskopo. Šis instrumentas, pastatytas netoliese 1970 m. Ir žinomas tiesiog kaip 0,8 metro teleskopas, turi pranašumą dėl neįprastai plataus matymo lauko.
Didžiausias „McDonald“ teleskopas
Šiandien „McDonald“ milžinas yra „Hobby-Eberly“ teleskopas (HET), esantis ant kaimyninio Fowlkes kalno, beveik mylios (1,3 km) atstumu nuo originalių kupolų spintelės ant Locke kalno. HET yra bendras Teksaso universiteto Austine, Pensilvanijos valstybiniame universitete ir dviejuose Vokietijos universitetuose: Liudviko-Maksimilianų-Miuncheno Universiteto ir Georgo-Augusto-Universiteto Getingeno projektuose.
Skirtas 1997 m., HET sukuria ryškų technologinį kontrastą su klasikiniu „Struve“ instrumentu. Pagrindinis HET veidrodis yra ne vienas stiklo ar kvarco gabalas, bet 91 atskirai valdomų šešiakampių segmentų rinkinys, sukuriantis korio pavidalo atspindintį plotą, kurio plotis yra 36 pėdos (11 m). Grybų formos bokšte šalia pagrindinio kupolo yra lazeriai, nukreipti į veidrodžio segmentus, kad būtų galima išbandyti ir sureguliuoti jų išlyginimą.
Kitas puikus HET bruožas yra tas, kad teleskopas gali pasisukti link bet kurios kompaso krypties, tačiau jis negali pakreipti aukštyn ar žemyn, kad nukreiptų skirtingu dangaus aukščiu. Pagrindinis veidrodis palaikomas fiksuotu kampu, nukreiptu 55 laipsniais virš horizonto. Tiksliai kontroliuojama sekimo atrama perkelia šviesos rinkimo instrumentus į įvairias vietas virš pagrindinio veidrodžio, o tai nukreipta į šiek tiek skirtingas dangaus dalis. Ši unikali, supaprastinta konstrukcija leido HET pastatyti už nedidelę dalį įprasto dydžio teleskopo išlaidų, tuo pačiu suteikiant galimybę patekti į 70% dangaus, matomo iš jo vietos.
HET pirmiausia buvo skirtas spektroskopijai, kuris yra pagrindinis metodas dabartinėse tyrimų srityse, tokiose kaip kosminių objektų judesių matavimas, atstumų iki galaktikų nustatymas ir visatos istorijos atradimas nuo Didžiojo sprogimo.
Gyvenamos planetos ir tamsi energija
2017 m. HET buvo perdarytas po 40 milijonų dolerių atnaujinimo. Stebėjimo sistema buvo pakeista nauju įrenginiu, kuris naudoja daugiau pagrindinio veidrodžio ir turi platesnį matymo lauką. Buvo sukurti nauji jutimo instrumentai.
Vienas iš naujų instrumentų yra Habitable Zone Planet Finder (HPF), pastatytas kartu su Nacionaliniu standartų ir technologijos institutu. HPF yra optimizuotas tyrinėti infraraudonųjų spindulių spindulį iš šalia esančių, vėsių raudonųjų nykštukinių žvaigždžių skelbimas iš observatorijos. Šios žvaigždės gyvena ilgą laiką ir gali suteikti pastovią energiją planetoms, besisukančioms šalia jų. HPF leidžia tiksliai išmatuoti žvaigždės radialinį greitį, matuojamą subtiliai keičiant žvaigždės spektro spalvą, kai ją tempia orbitoje skriejanti planeta, o tai yra kritinė informacija ieškant ir patvirtinant naujas planetas.
Kitas žingsnis yra Hobby-Eberly teleskopo tamsiosios energijos eksperimentas (HETDEX). HETDEX, kuris yra pirmasis didelis eksperimentas, ieškantis paslaptingos jėgos, stumiančios visatos plėtrą, „pasakys mums, kas sudaro beveik tris ketvirtadalius viso reikalo ir Tai mums pasakys, ar gravitacijos dėsniai yra teisingi, ir paaiškins naujas detales apie Didįjį sprogimą, kuriame gimė Visata “. HETDEX projekto svetainė sako.
Pagrindinė tamsiosios energijos paieškos technologija yra matomų integruoto lauko atkartojamų vienetų spektrografai arba VIRUS, 156 spektrografų rinkinys, sumontuotas šalia teleskopo ir gaunantis šviesą per 35 000 optinių skaidulų, gaunamų iš teleskopo. Su tokiu pačiu teleskopu naudojamų instrumentų paketu HET gali vienu metu stebėti kelis šimtus galaktikų, išmatuodamas, kaip jų šviesą veikia jų pačių judesiai ir Visatos plėtimasis.
HETDEX praleis maždaug trejus metus stebint mažiausiai 1 milijoną galaktikų, kad būtų sukurtas didelis žemėlapis, rodantis Visatos plėtimosi greitį skirtingais laikotarpiais. Bet kokie pokyčiai, kaip greitai auga visata, gali suteikti tamsiosios energijos skirtumų.
Kad dangus būtų tamsus
2019 m. „McDonald“ observatorija gavo subsidiją iš „Apache Corp.“, naftos ir dujų žvalgymo ir gavybos bendrovės, siekdama skatinti supratimą apie tamsaus dangaus kaip gamtos išteklių vertę ir kaip astronominių tyrimų pagalbą. Dovana bus finansuojamos švietimo programos, informavimo renginiai ir naujas eksponatas observatorijos lankytojų centre. Remiantis observatorijos duomenimis skelbimas, „Apache“ tapo pavyzdžiu kitoms įmonėms Vakarų Teksase, pritaikydamas ir ekranuodamas šviesas savo gręžimo vietose ir susijusiose vietose.
Papildomi resursai:
- Stebėk tai vaizdo įvadas į McDonald observatoriją.
- Sekite visas naujausias „McDonald Observatory“ naujienas ir nuotraukas apie organizaciją „Facebook“ puslapis.
- Sužinokite daugiau apie observatoriją „StarDate“ radijo programa.
Šį straipsnį 2019 m. Lapkričio 15 d. Atnaujino „Space.com“ bendradarbis Steve'as Fentressas.
