Keck Observatorium: De mest videnskabeligt produktive teleskoper

Det W. M. Keck Observatorium og dens to ti meter brede teleskoper sidder højt oppe på Mauna Kea vulkansk bjerg i Hawai'i. Disse to-teleskoper, der er følsomme over for optisk lys og infrarødt lys, er blandt verdens største og mest produktive instrumenter. Hver nat gør de astronomer i stand til at kigge efter objekter så tæt som verdener i vores eget solsystem og så langt væk som nogle af de tidligste galakser i kosmos.

Hurtige fakta: Keck-observatoriet

W.M. Keck Observatorium bruger avancerede instrumenter til at observere universet, herunder nogle, der hjælper det med at dissekere lyset fra fjerne objekter. Disse spektrografer holder sammen med infrarøde kameraer Keck i spidsen for astronomiforskning. I de senere år har observatoriet også installeret adaptive optiksystemer, der hjælper dets spejle med at kompensere for bevægelsen af ​​atmosfæren, der kan sløre udsigten. Disse systemer bruger lasere til at skabe "guide stjerner" højt på himlen.

De adaptive optiske lasere hjælper med at måle de atmosfæriske bevægelser og korrigerer derefter den turbulens ved hjælp af et deformerbart spejl, der ændrer form 2.000 gange i sekundet. Keck II-teleskopet blev det første store teleskop på verdensplan, der udviklede og installerede et AO-system i 1988 og var det første, der installerede lasere i 2004. Systemerne har givet en enorm forbedring i billedklarhed. I dag bruger mange andre teleskoper adaptiv optik til også at forbedre deres synspunkter.

Mere end 25 procent af observationer foretaget af amerikanske astronomer udføres på Keck-observatoriet, og mange af dem nærmer sig og overgår endda udsigten fra Hubble-rumteleskopet (som gør det iagttager fra højt over Jordens atmosfære).

Keck-observatoriet giver seerne mulighed for at studere genstande i synligt lys og derefter videre ind i det infrarøde. Denne brede vifte af observationsrum er det, der gør Keck så videnskabeligt produktiv. Det åbner et område af interessante genstande for astronomer, der ikke kan observeres i synligt lys.

Blandt dem er fødselsregioner, der ligner det velkendte Orion Nebula og varme unge stjerner. Ikke kun lyser de nyfødte stjerner i synligt lys, men de opvarmer skyerne af materiale, der dannede deres "rede". Keck kan kigge ind i den stellar gartneri for at se processerne med fødsel. Dens teleskoper tillod observationer af en sådan stjerne, kaldet Gaia 17bpi, et medlem af en klasse af varme unge stjerner kaldet "FU Orionis" -typer. Undersøgelsen hjalp astronomer med at indsamle mere information om disse nyfødte stjerner, der stadig er skjult i deres fødselsskyer. Denne har en disk med materiale, der "falder ind" i stjernen i pasform og starter. Det får stjernen til at lysne hver gang imellem, selvom den vokser.

I den anden ende af universet er Keck-teleskoperne blevet brugt til at observere en ekstremt fjern gassky, der eksisterede kort efter universets fødsel, for ca. 13,8 milliarder år siden. Denne fjerne gasklump er ikke synlig for det blotte øje, men astronomer kunne finde den ved hjælp af specialiserede instrumenter på teleskopet for at observere en meget fjern quasar. Dets lys skinnede gennem skyen, og fra dataene opdagede astronomer, at skyen var lavet af uberørt brint. Det betyder, at det eksisterede på et tidspunkt, hvor andre stjerner endnu ikke havde "forurenet" rummet med deres tungere elementer. Det er et kig på forholdene tilbage, da universet kun var 1,5 milliarder år gammelt.

Et andet spørgsmål, som Keck-brugte astronomer ønsker at besvare, er "hvordan dannede de første galakser sig?" Siden disse spædbarnsgalakser er meget langt væk fra os og er en del af det fjerne univers, idet det observeres dem svært. For det første er de meget svage. For det andet er deres lys blevet "strakt" af universets udvidelse og for os vises i det infrarøde. Alligevel kan forståelse af dem hjælpe os med at se hvordan vores egen Mælkeveje dannede sig. Keck kan observere de fjerne tidlige galakser med dets infrarøde følsomme instrumenter. De kan blandt andet studere lyset, der udsendes af varme unge stjerner i disse galakser (udsendt i den ultraviolette), som genudsendes af gasskyer, der omgiver den ungdommelige galakse. Dette giver astronomer en vis indsigt i forholdene i de fjerne stjernebyer på et tidspunkt, hvor de bare var spædbørn, lige begyndt at vokse.

Observatoriets historie strækker sig tilbage til de tidlige 1970'ere. Det var, da astronomer begyndte at se på at bygge en ny generation af store jordbaserede teleskoper med de største spejle, de kunne skabe. Glasspejle kan imidlertid være ganske tunge og betænkelige at bevæge sig. Hvad forskerne og ingeniørerne ønskede, var letvægtige. Astronomer involveret ved University of California og Lawrence Berkeley Labs arbejdede med nye tilgange til opbygning af fleksible spejle. De kom på en måde at gøre det ved at oprette segmenterede spejle, der kunne vinkles og "indstilles" til at skabe et større spejl. Det første spejl, kaldet Keck I, begyndte at observere himlen i maj 1993. Keck II åbnede i oktober 1996. Disse reflekterende teleskoper har været i brug lige siden.

Siden deres "første lys" -observationer har begge teleskoper været en del af den seneste generation af teleskoper, der bruger avanceret teknologi til astronomiske studier. I øjeblikket bruges observatoriet ikke kun til astronomiske observationer, men også til at understøtte rumfartmissioner til planeter som Merkur og de kommende James Webb-rumteleskop. Dets rækkevidde er uovertruffen af ​​noget andet nuværende stort teleskop på planeten.

W.M. Keck Observatory administreres af Californiens forening for forskning i astronomi (CARA), der inkluderer samarbejde med Caltech og University of California. NASA er også en del af partnerskabet. W.M. Keck Foundation tilvejebragte finansiering til dens konstruktion.

• Billedgalleri: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
• "Nyheder og begivenheder fra IfA." Måling og usikkerhed, www.ifa.hawaii.edu/.
• “Op over verden så højt.” W. M. Keck Observatorium, www.keckobservatory.org/.