Keck-observatoriet sidder på toppen af Mauna Kea på den store ø Hawaii.
(Billede: © NASA / JPL)
De to teleskoper ved W.M. Keck-observatoriet er de største optiske og infrarøde teleskoper i verden, ifølge observatoriets websted. På grund af teleskopernes størrelse og placering er de efterspurgte blandt professionelle astronomer. (Observatoriet er ikke åbent for offentligheden.) Keck har deltaget i flere bemærkelsesværdige opdagelser.
Observatoriet er placeret på toppen af Mauna Kea, en sovende vulkan på Hawaii. Da det er så tæt på ækvator, er Mauna Kea et fremragende astronomisk observationssted.
"Midt i Stillehavet er Hawaii ø omgivet af tusinder af miles med termisk stabile hav," skrev Keck-observatoriet på sin hjemmeside. "Det 13.796 meter store Mauna Kea-topmøde har ingen nærliggende bjergkæder, der bruser den øverste atmosfære. Få bylys forurener Hawaii nattehimmel, og i det meste af året er atmosfæren over Mauna Kea klar, rolig og tør."
Begge teleskoper, kaldet Keck I og Keck II, måler 10 meter på tværs. Spejle til hvert teleskop er lavet af 36 lette segmenter, der fungerer på samme måde som et enkelt spejl. Teleskopene er placeret i isolerede kupler på 700.000 kubikfod. Kæmpe klimaanlæg kører hele dagen for at holde temperaturen ved eller under frysepunktet. Dette hjælper med at reducere deformation af teleskopets stål og spejle, ifølge Keck-webstedet.
Historie
Finansiering af teleskopene kommer fra en filantropisk organisation kendt som W.M. Keck Foundation. Enheden blev oprettet i 1954 af William Myron Keck, der grundlagde Superior Oil Company, ifølge stiftelsens hjemmeside.
"Mr. Keck så for sig en filantropisk institution, der ville give vidtrækkende fordele for menneskeheden," sagde stiftelsen. "Ved at tage en dristig, kreativ tilgang til tildeling af skabelse skabte han en arv, som fonden stolt opretholder i dag."
Stiftelsens mandat inkluderer finansiering af videnskab, og i 1985 bevilgede det $ 70 millioner ($ 155 millioner i 2014 dollars) til at konstruere det første teleskop, Keck I. Under konstruktionen kom $ 68 millioner til det andet teleskop, Keck II. Teleskopene begyndte deres videnskabelige arbejde i henholdsvis 1993 og 1996 ifølge Keck-webstedet. [Relateret: Keck Observatory: Kosmiske fotos fra Hawaiis Mauna Kea]
Teleskopets arsenal af instrumenter inkluderer flere til optiske bølgelængder og andre til infrarød. Keck II huser DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), som kan hente spektral information fra 1.200 objekter samtidigt. Keck I har HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer), der kan undersøge farverne på stjernelys.
Eksempler på infrarøde instrumenter inkluderer det laseradaptive optiksystem (fås med visse instrumenter på begge teleskoper) og Keck IIs NIRSPEC (The Near Infrared Spectrometer). Nogle af NIRSPECs videnskabelige undersøgelser inkluderer at se på radiogalakser, der er meget langt fra Jorden (hvilket betyder, at de er ældre i henhold til Big Bang Theory, der siger, at universet stammer fra en singularitet og udvides siden den gang.) NIRSPEC kan også bruges til at lære mere om brune dværge, som er genstande, der betragtes som "mislykkede stjerner" - enorme gasgiganter, der ikke er helt store til at starte kernefusion.
Sammenføjning af skarpe billeder
Ifølge observationswebstedet er Keck II-teleskopet den første i verden, der bruger et adaptivt optiksystem; Keck jeg senere også havde installeret en. Denne type system er beregnet til at ændre spejlets form for at tage højde for ændringer i atmosfæren. Atmosfæren kan sløre tilsyneladende fra fjerne stjerner, hvilket gør det vanskeligt for astronomer at foretage nøjagtige målinger, medmindre de stiger over luften. (Dette er en af grundene til, at forskere nyder at bruge teleskoper som Hubble-rumteleskopet eller Spitzer-rumteleskopet.)
Fordi atmosfæren skifter så hurtigt, er teleskop også nødt til at ændre form hurtigt. Begge teleskoper kan ændre sit spejl 2.000 gange hvert sekund, hvilket gør billeder 10 gange klarere end de ville være uden systemet. De er afhængige af en laser for at foretage målingerne af, hvordan man ændrer sig, hvilket er en forbedring i forhold til den gamle metode: ved hjælp af en lys stjerne, som ikke er let at opnå, da dette kun er muligt i ca. 1 procent af himlen.
"Astronomer udviklede laserguidestjernens adaptive optik ved hjælp af en speciel laser til at ophidse natriumatomer, der sidder i et atmosfærisk lag 90 kilometer over Jorden," siger observatoriet. "Spændende atomer i natriumlagene skaber en kunstig 'stjerne' til måling af atmosfæriske forvrængninger og tillader adaptiv optik at fremstille skarpe billeder af himmelobjekter placeret næsten overalt på himlen."
Bemærkelsesværdige opdagelser
Kecks to-teleskoper har gjort en række opdagelser, siden konstruktionen var færdig.
Keck har deltaget i flere andre opdagelser:
- Det hjalp med at måle størrelsen på en fjern verden, der er på størrelse med Uranus.
- Det afslørede fire kvasarer (galakser drevet af sorte huller) i et enkelt system.
- Det fandt ud af, at en galakse næsten udelukkende er lavet af mørkt stof.
- Det spores interessant atmosfærisk aktivitet på Jupiters vulkanmåne Io såvel som Neptun.
- Den kiggede på en stjerne med et underligt mønster af lysning og dæmpning; skønt senere blev tilskrevet støv, kaldte det på det tidspunkt nogle mennesker det for en mulig fremmed megastruktur.
[Relateret: 10 fantastiske rumopdagelser fra Keck-observatoriet]
[Relateret: Keck Observatory: Kosmiske fotos fra Hawaiis Mauna Kea]
I 1999 hjalp observatoriet et andet observatorium med at se den første exoplanettransit gennem sin moderstjerne. Dette skete efter, at Keck foretog målinger af stjerne HD 209458 og bemærkede, at stjernen så ud til at vingle, som om der var en planet, der ændrede dens bevægelser. Videnskabsteamet bad derefter andre astronomer ved det privatfinansierede Fairborn-observatorium i Arizona om at se efter en transit over stjernens ansigt, som opstod, som de forudsagde.
En anden opdagelse var at finde ud af, hvordan stjerner bevæger sig i Andromeda-galaksen, en fremtrædende galakse, der ligger 2,5 millioner lysår fra Jorden, hvilket gør den til en meget nær nabo. Dette var vigtigt, fordi det hjalp astronomer med at forstå, hvor enorm denne galakse er.
Keck deltog også i et forskningsprojekt, der involverede flere teleskoper, der så på supernovaer (stjerneeksplosioner) over hele universet. Målet var at bruge dem til at beregne, hvor hurtigt universet ekspanderer. Resultaterne viste, at universet faktisk accelererer, når det vokser, måske skubbes med ”mørk energi” - et lidt forstået koncept, der (sammen med mørkt stof) udgør det meste af universet. [Relateret: 10 fantastiske rumopdagelser fra Keck-observatoriet]
I 2015 hjalp Keck med at finde ud af, hvad dengang kaldte den fjerneste galakse, der nogensinde er fundet - EGSY8p7, som ligger omkring 13,2 milliarder lysår fra Jorden. Dets ekstreme afstand betyder, at galaksen stammer fra kun 600 millioner år efter Big Bang, der skabte universet. Undersøgelse af sådanne galakser hjælper astronomer med at lære mere om universets historie, især det gamle univers. Det næste år afslørede astronomer tidligt arbejde fra at undersøge galakser, der stammer fra slutningen af den mørke tid, med henvisning til et tidspunkt, hvor lys ikke kunne trænge igennem universets opacitet.
Yderligere ressourcer
- W. M. Keck Observatorium
- W. M. Keck Foundation
