Observatórium Keck: Naj vedecky najproduktívnejšie teleskopy

W.M. Keck Observatory a jeho dva desať metrov široké ďalekohľady sedia vysoko na vrchu Mauna Kea sopečná hora v Hawai'i. Tieto dvojité ďalekohľady, ktoré sú citlivé na optické a infračervené svetlo, patria medzi najväčšie a najproduktívnejšie prístroje na svete. Každú noc umožňujú astronómom nahliadnuť do objektov tak blízko, ako sú svety našej vlastnej slnečnej sústavy a tak ďaleko, ako niektoré z prvých galaxií vo vesmíre.

Rýchle fakty: Keck Observatory

W.M. Keck Observatory používa najmodernejšie nástroje na pozorovanie vesmíru, vrátane tých, ktoré mu pomáhajú rozptyľovať svetlo od vzdialených objektov. Tieto spektrografy spolu s infračervenými kamerami držia Kecka v popredí astronomického výskumu. V posledných rokoch observatórium tiež nainštalovalo adaptívne optické systémy, ktoré pomáhajú jeho zrkadlám kompenzovať pohyb atmosféry, ktorý môže rozmazať výhľad. Tieto systémy používajú lasery na vytvorenie „vodiacich hviezd“ vysoko na oblohe.

Adaptívne optické lasery pomáhajú merať atmosférické pohyby a potom korigujú turbulencie pomocou deformovateľného zrkadla, ktoré mení tvar 2 000-krát za sekundu. Teleskop Keck II sa stal prvým veľkým teleskopom na svete, ktorý vyvinul a nainštaloval systém AO v roku 1988, a ako prvý nasadil lasery v roku 2004. Systémy poskytli obrovské zlepšenie zrozumiteľnosti obrazu. Mnoho ďalších ďalekohľadov dnes používa na zlepšenie svojich názorov adaptívnu optiku.

Viac ako 25 percent pozorovaní amerických astronómov sa vykonáva v observatóriu Keck a mnohé z nich sa približujú a dokonca predbiehajú pohľad Hubbleov vesmírny teleskop (čo pozoruje z vysoko nad zemskou atmosférou).

Observatórium Keck umožňuje divákom študovať objekty vo viditeľnom svetle a potom ďalej, do infračerveného žiarenia. Táto široká škála pozorovacích „priestorov“ je to, čo robí Kecka tak vedecky produktívnym. Pre astronómov otvára množstvo zaujímavých predmetov, ktoré nie je možné pozorovať vo viditeľnom svetle.

Medzi nimi sú regióny s pôrodom podobné tým, ktoré sú známe Hmlovina Orion a horúce mladé hviezdy. Nielenže novonarodené hviezdy žiaria vo viditeľnom svetle, ale zahrievajú aj oblaky materiálu, ktorý tvoril ich „hniezda“. Keck môže nahliadnuť do hviezdnej škôlky, aby videl procesy narodenia. Jej ďalekohľady umožňovali pozorovanie jednej z takýchto hviezd, nazývaných Gaia 17bpi, člena triedy horúcich mladých hviezd nazývaných typy „FU Orionis“. Štúdia pomohla astronómom zhromaždiť viac informácií o týchto novonarodených hviezdach, ktoré sú stále skryté v oblakoch ich narodenia. Tento má disk materiálu, ktorý „spadne“ do hviezdy a hodí sa a začína. To spôsobuje, že hviezda sa rozjasní každú chvíľu, aj keď rastie.

Na druhom konci vesmíru sa Keckove teleskopy používali na pozorovanie veľmi vzdialeného oblaku plynu, ktorý existoval krátko po narodení vesmíru, asi pred 13,8 miliardami rokov. Toto vzdialené zhluky plynu nie sú voľným okom viditeľné, ale astronómovia ho mohli nájsť pomocou špeciálnych prístrojov na ďalekohľade, aby pozorovali veľmi vzdialený kvasar. Jeho svetlo žiarilo mrakom a astronómovia z údajov zistili, že mrak je tvorený nedotknutým vodíkom. To znamená, že existovala v čase, keď iné hviezdy ešte „znečistili“ priestor svojimi ťažšími prvkami. Je to pohľad na podmienky späť, keď bol vesmír len 1,5 miliardy rokov.

Ďalšou otázkou, na ktorú chcú astronómovia používajúci Kecka odpovedať, je „ako sa vytvorili prvé galaxie?“ od tej doby tie detské galaxie sú od nás veľmi vzdialené a sú súčasťou vzdialeného vesmíru, pozorujúc ich ťažké. Po prvé, sú veľmi nejasné. Po druhé, ich svetlo bolo „roztiahnuté“ expanziou vesmíru a podľa nás sa objavilo v infračervenom svetle. Ich porozumenie nám však môže pomôcť vidieť ako sa formovala naša vlastná Mliečna dráha. Keck dokáže pozorovať tieto vzdialené skoré galaxie pomocou svojich prístrojov citlivých na infračervené žiarenie. Okrem iného môžu študovať svetlo vyžarované horúcimi mladými hviezdami v týchto galaxiách (vyžarované v ultrafialovom svetle), ktoré je znovu vyžarované mrakmi plynu obklopujúcimi mladú galaxiu. To dáva astronómom nahliadnuť do podmienok v týchto vzdialených hviezdnych mestách v čase, keď to boli obyčajné deti, ktoré sa začali rozrastať.

História observatória siaha až do začiatku 70. rokov. To bolo, keď sa astronómovia začali venovať budovaniu novej generácie veľkých pozemných teleskopov s najväčšími zrkadlami, ktoré mohli vytvoriť. Sklenené zrkadlá sa však môžu pohybovať dosť ťažké a ťažkopádne. Vedci a inžinieri chceli len ľahkú váhu. Astronómovia z Kalifornskej univerzity a Lawrence Berkeley Labs pracovali na nových prístupoch k vytváraniu flexibilných zrkadiel. Prišli na spôsob, ako to dosiahnuť vytvorením segmentovaných zrkadiel, ktoré by mohli byť naklonené a „vyladené“, aby vytvorili jedno väčšie zrkadlo. Prvé zrkadlo s názvom Keck I začalo pozorovať oblohu v máji 1993. Keck II bol otvorený v októbri 1996. Títo odrážajúce ďalekohľady boli používané od tej doby.

Od pozorovania „prvého svetla“ sú obidva ďalekohľady súčasťou najnovšej generácie ďalekohľadov, ktoré využívajú pokročilé technológie pre astronomické štúdie. V súčasnosti sa observatórium používa nielen na astronomické pozorovania, ale aj na podporu vesmírnych letov pre planéty, ako je Merkúr, a nadchádzajúce James Webb Space Telescope. Jeho dosah nie je porovnateľný so žiadnym iným veľkým ďalekohľadom na tejto planéte.

W.M. Observatórium Keck je riadené Kalifornskou asociáciou pre výskum v astronómii (CARA), ktorá zahŕňa spoluprácu s Caltech a Kalifornskou univerzitou. NASA je tiež súčasťou partnerstva. W.M. Nadácia Keck poskytla financovanie svojej výstavby.

• Galéria obrázkov: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
• „Správy a udalosti z IfA.“ Meranie a neistota, www.ifa.hawaii.edu/.
• "Hore nad svetom tak vysoko." W. M. Observatórium Keck, www.keckobservatory.org/.