I telescopi gemelli dell’Osservatorio W. M. Keck sono i più grandi telescopi ottici e infrarossi del mondo, secondo il sito web dell’osservatorio. A causa delle dimensioni e della posizione dei telescopi, sono molto richiesti tra gli astronomi professionisti. (L’osservatorio non è aperto al pubblico.) Keck ha partecipato a diverse scoperte notevoli.
L’osservatorio si trova in cima al Mauna Kea, un vulcano dormiente nelle Hawaii. Poiché è così vicino all’equatore, Mauna Kea è un eccellente sito di osservazione astronomica.
“Nel mezzo dell’Oceano Pacifico, l’isola di Hawaii è circondata da migliaia di miglia di mari termicamente stabili”, ha scritto l’Osservatorio Keck sul suo sito web. “Il vertice Mauna Kea di 13.796 piedi non ha catene montuose vicine per roil l’atmosfera superiore. Poche luci della città inquinano i cieli notturni hawaiani, e per la maggior parte dell’anno, l’atmosfera sopra Mauna Kea è chiara, calma e asciutta.”
Entrambi i telescopi, denominati Keck I e Keck II, misurano 10 metri (32,8 piedi) di diametro. Gli specchi per ogni telescopio sono fatti di 36 segmenti leggeri che lavorano insieme in modo simile a un singolo specchio. I telescopi sono alloggiati in cupole isolate di 700.000 piedi cubi. I condizionatori d’aria giganti funzionano tutto il giorno per mantenere la temperatura uguale o inferiore allo zero. Questo aiuta a ridurre la deformazione dell’acciaio e degli specchi dei telescopi, secondo il sito Web di Keck.
Storia
I finanziamenti per i telescopi provengono da un’organizzazione filantropica nota come W. M. Keck Foundation. L’entità è stata creata nel 1954 da William Myron Keck, che ha fondato la Superior Oil Company, secondo il sito web della fondazione.
“Il signor Keck immaginava un’istituzione filantropica che avrebbe fornito benefici di vasta portata per l’umanità”, ha affermato la fondazione. “Adottando un approccio audace e creativo al grant making, ha creato un’eredità che la fondazione sostiene con orgoglio oggi.”
Il mandato della fondazione include il finanziamento della scienza e nel 1985 ha concesso 7 70 milioni (million 155 milioni nel 2014) per costruire il primo telescopio, Keck I. Durante la costruzione, came 68 milioni sono arrivati per il secondo telescopio, Keck II. I telescopi hanno iniziato il loro lavoro scientifico nel 1993 e nel 1996, rispettivamente, secondo il sito web di Keck.
L’arsenale di strumenti dei telescopi comprende diversi per lunghezze d’onda ottiche e altri per infrarossi. Keck II ospita DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), che può raccogliere informazioni spettrali da 1.200 oggetti contemporaneamente. Keck I ha NOLEGGI (spettrometro Echelle ad alta risoluzione), che può esaminare i colori della luce stellare.
Esempi di strumenti a infrarossi includono il sistema di ottica adattiva laser (disponibile con alcuni strumenti su entrambi i telescopi) e il NIRSPEC di Keck II (Lo spettrometro nel vicino infrarosso). Alcune delle indagini scientifiche di NIRSPEC includono l’osservazione di galassie radio che sono molto lontane dalla Terra (il che significa che sono più vecchie secondo la Teoria del Big Bang, che dice che l’universo è nato da una singolarità e si sta espandendo da allora.) NIRSPEC può anche essere usato per saperne di più sulle nane brune, che sono oggetti considerati “stelle fallite” — immensi giganti gassosi che non sono abbastanza grandi da avviare la fusione nucleare.
Raggiante immagini nitide
Secondo il sito web dell’osservatorio, il telescopio Keck II è il primo al mondo ad utilizzare un sistema di ottica adattiva; Keck I in seguito ne ha installato uno. Questo tipo di sistema ha lo scopo di modificare la forma dello specchio per tenere conto dei cambiamenti nell’atmosfera. L’atmosfera può offuscare l’aspetto di stelle lontane, rendendo difficile per gli astronomi effettuare misurazioni accurate a meno che non si alzino sopra l’aria. (Questo è uno dei motivi per cui gli scienziati amano usare telescopi come il telescopio spaziale Hubble o il telescopio spaziale Spitzer.)
Poiché l’atmosfera cambia così rapidamente, anche i telescopi devono cambiare forma rapidamente. Entrambi i telescopi possono alterare il suo specchio 2.000 volte al secondo, rendendo le immagini 10 volte più chiare di quanto sarebbero senza il sistema. Si basano su un laser per effettuare le misurazioni su come cambiare, che è un miglioramento rispetto al vecchio metodo: utilizzando una stella luminosa, che non è facile da raggiungere in quanto questo è possibile solo in circa l ‘ 1 per cento del cielo.
“Gli astronomi hanno sviluppato laser guide star adaptive optics utilizzando un laser speciale per eccitare gli atomi di sodio che si trovano in uno strato atmosferico 90 chilometri sopra la Terra”, ha detto l’osservatorio. “Eccitare gli atomi negli strati di sodio crea una ‘stella’ artificiale per misurare le distorsioni atmosferiche e consente all’ottica adattiva di produrre immagini nitide di oggetti celesti posizionati quasi ovunque nel cielo.”
Scoperte degne di nota
I telescopi gemelli di Keck hanno fatto una miriade di scoperte dal termine della costruzione.
Keck ha partecipato a diverse altre scoperte:
- Ha aiutato a misurare le dimensioni di un mondo lontano che è circa le dimensioni di Urano.
- Ha scoperto quattro quasar (galassie alimentate da buchi neri) in un unico sistema.
- Ha scoperto che una galassia è quasi interamente fatta di materia oscura.
- Ha rintracciato un’interessante attività atmosferica sulla luna vulcanica di Giove Io, così come Nettuno.
- Guardava una stella con uno strano motivo di luminosità e oscuramento; anche se in seguito attribuito alla polvere, al momento, alcune persone lo chiamavano una possibile megastruttura aliena.
Nel 1999, l’osservatorio ha assistito un altro osservatorio con l’osservazione del primo esopianeta che transita attraverso la sua stella madre. Ciò si è verificato dopo che Keck ha effettuato misurazioni della stella HD 209458 e ha notato che la stella sembrava oscillare, come se ci fosse un pianeta che alterava i suoi movimenti. Il team scientifico ha quindi chiesto ad altri astronomi del Fairborn Observatory, finanziato privatamente in Arizona, di osservare un transito attraverso la faccia della stella, che si è verificato come avevano previsto.
Un’altra scoperta è stata capire come le stelle si muovono nella Galassia di Andromeda, una galassia prominente che si trova a 2,5 milioni di anni luce dalla Terra, rendendola molto vicina. Questo è stato importante perché ha aiutato gli astronomi a capire quanto sia immensa questa galassia.
Keck ha anche partecipato a un progetto di ricerca che ha coinvolto diversi telescopi, che ha esaminato le supernove (esplosioni stellari) in tutto l’universo. L’obiettivo era quello di usarli per calcolare quanto velocemente l’universo si sta espandendo. I risultati hanno mostrato che l’universo sta effettivamente accelerando man mano che cresce, forse spinto da “energia oscura” — un concetto poco compreso che può (insieme alla materia oscura) costituire la maggior parte dell’universo.
Nel 2015, Keck ha contribuito a rintracciare quella che allora era chiamata la galassia più lontana mai trovata — EGSY8p7, che dista circa 13,2 miliardi di anni luce dalla Terra. La sua estrema distanza significa che la galassia risale a soli 600 milioni di anni dopo il Big Bang che ha creato l’universo. L’esame di tali galassie aiuta gli astronomi a conoscere meglio la storia dell’universo, in particolare l’universo antico. L’anno successivo, gli astronomi rivelarono i primi lavori dall’esame di galassie che risalgono alla fine del Medioevo, riferendosi a un tempo in cui la luce non poteva penetrare l’opacità dell’universo.