Keck Observatory: De mest vitenskapelig produktive teleskopene

De W.M. Keck observatorium og de to ti meter brede teleskopene sitter høyt oppe på Mauna Kea vulkansk fjell på Hawai'i. Disse tvillingsteleskopene, som er følsomme for optisk lys og infrarødt lys, er blant verdens største og mest produktive instrumenter. Hver natt lar de astronomer kikke seg etter objekter så nær som verdener i vårt eget solsystem og så langt borte som noen av de tidligste galakene i kosmos.

Rask fakta: Keck observatorium

W.M. Keck Observatory bruker avanserte instrumenter for å observere universet, inkludert noen som hjelper det med å dissekere lyset fra fjerne objekter. Disse spektrografene, sammen med infrarøde kameraer, holder Keck i spissen for astronomiforskningen. De siste årene har observatoriet også installert adaptive optiske systemer som hjelper speilene til å kompensere for bevegelsen i atmosfæren som kan gjøre utsikten uskarp. Disse systemene bruker lasere for å lage "guide-stjerner" høyt på himmelen.

De adaptive optiske laserne hjelper til med å måle de atmosfæriske bevegelsene og korrigerer så turbulensen ved å bruke et deformerbart speil som endrer form 2000 ganger i sekundet. Keck II-teleskopet ble det første store teleskopet over hele verden som utviklet og installerte et AO-system i 1988 og var det første som distribuerte lasere i 2004. Systemene har gitt en enorm forbedring i bildeklarhet. I dag bruker mange andre teleskoper adaptiv optikk for å forbedre synspunkter også.

Mer enn 25 prosent av observasjonene gjort av amerikanske astronomer gjøres ved Keck-observatoriet, og mange av dem nærmer seg og overgår til og med utsikten fra Hubble-romteleskopet (som gjør det å observere fra høyt over jordas atmosfære).

Keck Observatory lar seere studere objekter i synlig lys og deretter utover, inn i det infrarøde. Det brede spekteret av observasjonsrom er det som gjør Keck så vitenskapelig produktiv. Det åpner et rike interessante gjenstander for astronomer som ikke kan observeres i synlig lys.

Blant dem er fødselsregioner som ligner de kjente Orion tåke og varme unge stjerner. Ikke bare lyser de nyfødte stjernene i synlig lys, men de varmer opp skyene av materiale som dannet deres "reir". Keck kan kikke inn i den stellar barnehagen for å se prosessene med fødsel. Teleskopene tillot observasjoner av en slik stjerne, kalt Gaia 17bpi, et medlem av en klasse av varme unge stjerner kalt "FU Orionis" -typer. Studien hjalp astronomer med å samle mer informasjon om disse nyfødte stjernene som fortsatt er gjemt i fødselsskyene sine. Denne har en plate med materiale som "faller inn i" stjernen i passer og starter. Det får stjernen til å lysne innimellom, selv om den vokser.

I den andre enden av universet har Keck-teleskopene blitt brukt til å observere en ekstremt fjern sky av gass som eksisterte kort tid etter universets fødsel, for rundt 13,8 milliarder år siden. Denne fjerne gassklumpen er ikke synlig for det blotte øye, men astronomer kunne finne den ved hjelp av spesialiserte instrumenter på teleskopet for å observere en veldig fjern kvasar. Lyset skinte gjennom skyen, og fra dataene oppdaget astronomer at skyen var laget av uberørt hydrogen. Det betyr at det eksisterte i en tid da andre stjerner ennå ikke hadde "forurenset" rommet med sine tyngre elementer. Det er et blikk på forholdene tilbake da universet bare var 1,5 milliarder år gammelt.

Et annet spørsmål som Keck-bruker astronomer ønsker å svare på er "hvordan dannet de første galakser seg?" Siden disse spedbarnsgalaksen er veldig langt borte fra oss og er en del av det fjerne universet vanskelig. For det første er de veldig svake. For det andre har lyset deres blitt "strukket" av universets utvidelse og vises for oss i det infrarøde. Likevel kan det å forstå dem hjelpe oss å se hvordan vår egen Melkevei dannet seg. Keck kan observere de fjerne tidlige galakser med sine infrarøde følsomme instrumenter. Blant annet kan de studere lyset som sendes ut av varme, unge stjerner i de galakene (avgitt i ultrafiolett), som blir gitt ut igjen av gassskyer som omgir den ungdommelige galaksen. Dette gir astronomer en viss innsikt i forholdene i de fjerne stjernebyer på en tid da de bare var spedbarn, og bare begynte å vokse.

Observatoriets historie strekker seg tilbake til begynnelsen av 1970-tallet. Det var da astronomer begynte å se på å bygge en ny generasjon store bakkebaserte teleskoper med de største speilene de kunne lage. Imidlertid kan glassspeil være ganske tunge og omfattende å bevege seg. Det forskerne og ingeniørene ønsket, var lette. Astronomer involvert ved University of California og Lawrence Berkeley Labs jobbet med nye tilnærminger for å bygge fleksible speil. De kom frem til en måte å gjøre det ved å lage segmenterte speil som kunne vinkles og "innstilt" for å lage et større speil. Det første speilet, kalt Keck I, begynte å observere himmelen i mai 1993. Keck II åpnet i oktober 1996. Disse reflekterende teleskoper har vært i bruk siden den gang.

Siden deres "første lys" -observasjoner har begge teleskopene vært en del av den siste generasjonen teleskoper som bruker avansert teknologi for astronomiske studier. For tiden brukes observatoriet ikke bare til astronomiske observasjoner, men også for å støtte romfartsoppdrag til planeter som Merkur, og de kommende James Webb romteleskop. Det er uovertruffen med noe annet stort, stort teleskop på planeten.

W.M. Keck Observatory ledes av California Association for Research in Astronomy (CARA), som inkluderer samarbeid med Caltech og University of California. NASA er også en del av partnerskapet. W.M. Keck Foundation ga midler til byggingen.

• Bildegalleri: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
• "Nyheter og begivenheter fra IfA." Måling og usikkerhet, www.ifa.hawaii.edu/.
• “Opp over verden så høyt.” W. M. Keck Observatory, www.keckobservatory.org/.