Los telescopios gemelos en el Observatorio W. M. Keck son los telescopios ópticos e infrarrojos más grandes del mundo, según el sitio web del observatorio. Debido al tamaño y la ubicación de los telescopios, tienen una gran demanda entre los astrónomos profesionales. (El observatorio no está abierto al público. Keck ha participado en varios descubrimientos notables.
El observatorio se encuentra en la cima de Mauna Kea, un volcán inactivo en Hawái. Debido a que está tan cerca del ecuador, Mauna Kea es un excelente sitio de observación astronómica.
«En medio del Océano Pacífico, la isla de Hawai está rodeada de miles de millas de mares térmicamente estables», escribió el Observatorio Keck en su sitio web. «La cumbre de Mauna Kea de 13,796 pies no tiene cadenas montañosas cercanas que agiten la atmósfera superior. Pocas luces de la ciudad contaminan el cielo nocturno hawaiano, y durante la mayor parte del año, la atmósfera sobre Mauna Kea es clara, tranquila y seca.»
Ambos telescopios, llamados Keck I y Keck II, miden 10 metros (32,8 pies) de ancho. Los espejos de cada telescopio están hechos de 36 segmentos ligeros que funcionan juntos de manera similar a un solo espejo. Los telescopios están alojados en cúpulas aisladas de 700,000 pies cúbicos. Los acondicionadores de aire gigantes funcionan todo el día para mantener la temperatura a cero o por debajo de cero. Esto ayuda a reducir la deformación del acero y los espejos de los telescopios, según el sitio web de Keck.
Historia
La financiación de los telescopios proviene de una organización filantrópica conocida como la Fundación W. M. Keck. La entidad fue creada en 1954 por William Myron Keck, quien fundó la Superior Oil Company, según el sitio web de la fundación.
«El Sr. Keck imaginó una institución filantrópica que proporcionaría beneficios de gran alcance para la humanidad», dijo la fundación. «Al adoptar un enfoque audaz y creativo para la concesión de subvenciones, creó un legado que la fundación mantiene con orgullo hoy en día.»
El mandato de la fundación incluye la financiación de la ciencia, y en 1985 otorgó 7 70 millones (1 155 millones en dólares de 2014) para construir el primer telescopio, Keck I. Durante la construcción, se entregaron 6 68 millones para el segundo telescopio, Keck II. Los telescopios comenzaron su trabajo científico en 1993 y 1996, respectivamente, según el sitio web de Keck.
El arsenal de instrumentos de los telescopios incluye varios para longitudes de onda ópticas y otros para infrarrojos. Keck II alberga DEIMOS (Espectrógrafo Multiobjeto de Imágenes Extragalácticas Profundas), que puede captar información espectral de 1.200 objetos simultáneamente. Keck I tiene HIRES (Espectrómetro Echelle de alta resolución), que puede examinar los colores de la luz de las estrellas.
Ejemplos de instrumentos infrarrojos incluyen el sistema de óptica adaptativa láser (disponible con ciertos instrumentos en ambos telescopios), y el NIRSPEC de Keck II (El Espectrómetro de Infrarrojo Cercano). Algunas de las investigaciones científicas de NIRSPEC incluyen observar radiogalaxias que están muy lejos de la Tierra (lo que significa que son más antiguas según la Teoría del Big Bang, que dice que el universo surgió de una singularidad y se está expandiendo desde entonces.) NIRSPEC también se puede usar para aprender más sobre las enanas marrones, que son objetos que se consideran «estrellas fallidas», gigantes gaseosos inmensos que no son lo suficientemente grandes como para iniciar la fusión nuclear.
Transmitir imágenes nítidas
De acuerdo con el sitio web del observatorio, el telescopio Keck II es el primero en el mundo en utilizar un sistema de óptica adaptativa; más tarde, Keck I también instaló uno. Este tipo de sistema está destinado a cambiar la forma del espejo para tener en cuenta los cambios en la atmósfera. La atmósfera puede difuminar la apariencia de estrellas distantes, lo que dificulta que los astrónomos realicen mediciones precisas a menos que se eleven por encima del aire. (Esta es una de las razones por las que los científicos disfrutan usando telescopios como el Telescopio Espacial Hubble o el Telescopio Espacial Spitzer.)
Debido a que la atmósfera cambia tan rápidamente, los telescopios también necesitan cambiar de forma rápidamente. Ambos telescopios pueden alterar su espejo 2.000 veces por segundo, haciendo que las imágenes sean 10 veces más claras de lo que serían sin el sistema. Se basan en un láser para hacer las mediciones de cómo cambiar, lo que es una mejora con respecto al antiguo método: usar una estrella brillante, que no es fácil de lograr, ya que esto solo es posible en aproximadamente el 1 por ciento del cielo.
«Los astrónomos desarrollaron óptica adaptativa de estrellas guía láser utilizando un láser de propósito especial para excitar átomos de sodio que se encuentran en una capa atmosférica a 90 kilómetros por encima de la Tierra», dijo el observatorio. «La excitación de los átomos en las capas de sodio crea una ‘estrella’ artificial para medir las distorsiones atmosféricas y permite que la óptica adaptativa produzca imágenes nítidas de objetos celestes posicionados casi en cualquier parte del cielo.»
Descubrimientos notables
Los telescopios gemelos de Keck han hecho una gran cantidad de descubrimientos desde que se terminó la construcción.
Keck ha participado en varios otros descubrimientos:
- Ayudó a medir el tamaño de un mundo distante que es aproximadamente del tamaño de Urano.
- Descubrió cuatro cuásares (galaxias alimentadas por agujeros negros) en un solo sistema.
- Descubrió que una galaxia está hecha casi en su totalidad de materia oscura.
- Rastreó la actividad atmosférica interesante en la luna volcánica de Júpiter, Io, así como en Neptuno.
- Miró a una estrella con un extraño patrón de brillo y atenuación; aunque más tarde se atribuyó al polvo, en ese momento, algunas personas lo llamaban una posible megaestructura alienígena.
En 1999, el observatorio ayudó a otro observatorio a observar el primer tránsito de exoplanetas a través de su estrella madre. Esto ocurrió después de que Keck hiciera mediciones de la estrella HD 209458 y notara que la estrella parecía tambalearse, como si hubiera un planeta alterando sus movimientos. El equipo científico luego pidió a otros astrónomos del Observatorio Fairborn de Arizona, financiado con fondos privados, que observaran un tránsito a través de la cara de la estrella, lo que ocurrió como predijeron.
Otro descubrimiento fue averiguar cómo se mueven las estrellas en la Galaxia de Andrómeda, una galaxia prominente que está a 2,5 millones de años luz de la Tierra, lo que la convierte en una vecina muy cercana. Esto fue importante porque ayudó a los astrónomos a comprender cuán inmensa es esta galaxia.
Keck también participó en un proyecto de investigación con varios telescopios, que observó supernovas (explosiones de estrellas) en todo el universo. El objetivo era usarlos para calcular qué tan rápido se está expandiendo el universo. Los resultados mostraron que el universo en realidad se está acelerando a medida que crece, tal vez empujado por la «energía oscura», un concepto poco comprendido que puede (junto con la materia oscura) constituir la mayor parte del universo.
En 2015, Keck ayudó a localizar lo que entonces se llamaba la galaxia más distante jamás encontrada: EGSY8p7, que está a unos 13,2 mil millones de años luz de la Tierra. Su distancia extrema significa que la galaxia data de solo 600 millones de años después del Big Bang que creó el universo. Examinar estas galaxias ayuda a los astrónomos a aprender más sobre la historia del universo, especialmente el universo antiguo. Al año siguiente, los astrónomos revelaron el trabajo inicial de examinar galaxias que datan del final de la Edad Media, en referencia a una época en la que la luz no podía penetrar en la opacidad del universo.