I cirka 300 nætter ud af året er Mauna Kea på den store ø Hawaii et af de bedste steder i verden til jordbaseret astronomi. I en højde af 4.205 meter ligger topmødet over en stor del af Jordens atmosfære, og normalt er himlen klar, rolig og tør. Faktisk sidder 13 gigantiske teleskoper på Mauna Keas topmøde, og de har gjort nogle af de største opdagelser inden for astronomi. Men de resterende nætter af året kan en række vejrrelaterede problemer forhindre astronomer i at observere, og besøgende fra at klatre op til toppen for at se de uberørte himmel for sig selv, såvel som at de kan se nogle af vores største øjne på skyens handling. Nogle gange kan skyer, høj vind eller luftfugtighed holde teleskopkuplerne lukkede, andre gange kan sne lukke veje. Ved et nyligt besøg på Hawaii holdt tung sne vejene lukkede i tre dage, og min længe planlagte tur til toppen af Mauna Kea blev, skuffende, skrubbet. Men jeg fik en stor bag kulisserne turné i W. M. Keck Observatoriums hovedkvarter i Waimea.
Mens teleskopene er oppe på toppen af bjerget, arbejder astronomer sjældent faktisk ved selve teleskopene. I stedet arbejder de hos fjernbetjeningskontorer i hovedkvarteret i Waimea. Der er et operationsstue for hvert af de to 10-meters Keck-teleskoper: Fjernbetjening 1 fungerer Keck 1-teleskopet:
Og fjernbetjening 2 fungerer Keck 2:
Jeg ankom om morgenen, før nogen af astronomerne var der. ”Folk, der arbejder for Keck, hjælper de besøgende astronomer,” sagde Alexandra Starr, der arbejder med medierne og er en offentligt informationsmedarbejder i Keck-hovedkvarteret. ”Normalt begynder de besøgende astronomer at filtrere omkring 2 timer, og de mennesker, der arbejder på topmødet, gør tingene klar til, hvad astronomerne ønsker at observere. Der er et kamera til dem dernede for at se, hvordan det går for at få teleskopet peget nøjagtigt, hvor de vil have det. ”
Men kuplerne på teleskopet kan ikke åbnes, før solen går ned.
”Så når de først har fået alt op, går de til en tidlig middag og kommer derefter tilbage hit og holder øje med hele natten,” sagde Starr. ”Vi har dog mennesker, der arbejder døgnet rundt. For astronomer, der har været her før, har de sommetider ikke brug for meget hjælp, men vores støtte-astronomer vil hjælpe alle de besøgende astronomer med at få den bedste observation, de kan, og få de oplysninger, de har brug for, mens de er på himlen. ”
Cirka 125 mennesker arbejder på Keck på fuld tid, hvoraf to tredjedele er lokalbefolkningen fra Hawaii. Med et årligt driftsbudget på 11 millioner dollars er Observatoriet en af byens største arbejdsgivere.
I hovedkvarteret er der condos, hvor de besøgende astronomer kan bo:
De fleste astronomer har kun to nætter til at observere, og Starr sagde, at det kan være op til halvandet år, fra hvor astronomer forelægger et forslag om at bruge Keck-teleskoperne til, når de faktisk får observeret. Men nogle gange, afhængigt af astronomen, og hvad de observerer, vil de komme tilbage ret hurtigt igen, når vejret ikke tillader observationer.
"De sidste 2 nætter har vi ikke observeret, og disse mennesker er i byen klar til at gå," sagde Starr.
Bagside af faciliteter inkluderer observatoriets egen mekanikforretning. "Vi har otte 4-hjulede biler, der skal komme til toppen, og vores egen mekanikerforretning for at holde dem alle i topform," sagde Starr.
Keck Observatoriums hovedkvarter i Waimea er åben for besøgende, og frivillige guider er tilgængelige tirsdag til fredag fra 10:00 til 14:00. for at dele information om Keck og de andre Mauna Kea-observatorier. Besøgende center har også et konferencelokale til offentlige forelæsninger fra besøgende astronomer.
Inde er modeller og billeder af de to 10-meter-Keck-teleskoper:
De to Keck-teleskoper er verdens største optiske og infrarøde teleskoper. Hvert teleskop er otte etager højt, vejer 300 tons og fungerer med nanometerpræcision. Teleskopets primære spejle er 10 meter i diameter og består hver af 36 sekskantede segmenter, der fungerer sammen som et enkelt stykke reflekterende glas.
Udenfor i gårdhaven til besøgende er der et græsset område, der repræsenterer størrelsen på kun et af de sekskantede segmenter, som er 1,8 meter i diameter.
Hvert segment vejer 0,5 ton (880 pund) og er tre tommer tykke. De er lavet af et glas og keramisk komposit kaldet Zerodur. Zerodur i sig selv er ikke reflekterende, så de er dækket med et tyndt reflekterende lag af aluminium.
”Mens teleskopet faktisk fungerer, finjusteres det konstant placeringen af de enkelte spejle for at sikre, at de alle er på linje,” sagde vores rejseguide Rosalind Redfield.
På teleskopet holdes hvert segments figur stabilt ved hjælp af et system med ekstremt stive understøttelseskonstruktioner og justerbare snoede seler. Under observationen justerer et computerstyret system af sensorer og aktuatorer placeringen af hvert segment - i forhold til det nærliggende segment - til en nøjagtighed på fire nanometer, omkring størrelsen på et par molekyler, eller ca. 1 / 25.000 diameteren til et menneske hår. Denne justering to gange per sekund tæller effektivt trækkraft.
Op på topmødet (som jeg kun kan dele billeder fra Keck-observatoriet) sagde Redfield, at det er som den anden side af Månen. ”Absolut intet vokser der oppe, højden er så høj, at den er helt ufrugtbar,” sagde hun. ”Der er fin, sandet snavs, og de kan ikke lide, at folk kører derop, da det visker op støv. Den asfalterede vej går kun så langt, og enhver, der kører på toppen, skaber nok støv til at det kan forårsage et problem, og folk må kun køre op, hvis du har et firehjulstræk. ”
Solen går ned på Mauna Kea, mens tvillingekecks forbereder sig til observation. Kredit: Laurie Hatch / W. Keck Observatory
De to Keck-teleskoper og de 8,3 meter Subaru-teleskoper tager toppen af bjerget. De ledsages af det 8,1 Gemini-nordteleskop, det 0,6 m-uddannelsesteleskop, fra University of Hawaii i Hilo, et 2,2 m-teleskop University of Hawaii Institute for Astronomy, det 3 meter lange NASA-infrarøde teleskopfacilitet, den 3,6 meter store Canada- Frankrig-Hawaii Teleskop, 3,8 meter UKIRT (Det Forenede Kongeriges Infrarøde Teleskop), 10,4 Caltech Submillimeter Observatorium, 15 meter James Clerk Maxwell Teleskop, 8X6 meter Submillimeter Array og 25 meter Very Long Baseline Array.
Men ingen stigning til toppen for mig - ikke denne gang alligevel! Jeg håber at vende tilbage en dag til Mauna Kea for at se førstehånds, hvor videnskab og natur mødes for at give mulighed for fortsat opdagelse af vores univers.
For mere information om Keck-observatoriet, se deres websted, og hvis du er på Hawaii eller skal besøge Big Island, kan du finde information her om, hvordan du kan besøge Observatoriets hovedkvarter eller gå til toppen.
