tvillingteleskopen vid W. M. Keck Observatory är de största optiska och infraröda teleskopen i världen, enligt observatoriets webbplats. På grund av teleskopens storlek och placering är de i hög efterfrågan bland professionella astronomer. (Observatoriet är inte öppet för allmänheten.) Keck har deltagit i flera anmärkningsvärda upptäckter.
observatoriet ligger ovanpå Mauna Kea, en vilande vulkan på Hawaii. Eftersom det är så nära ekvatorn, gör Mauna Kea en utmärkt astronomisk observationsplats.
”mitt i Stilla havet är Hawaii Island omgiven av tusentals miles av termiskt stabila hav”, skrev Keck Observatory på sin webbplats. ”Mauna Kea-toppmötet på 13 796 fot har inga närliggande bergskedjor för att roil den övre atmosfären. Få stadsljus förorenar Hawaiian night skies, och under större delen av året är atmosfären ovanför Mauna Kea klar, lugn och torr.”
båda teleskopen, som heter Keck i och Keck II, mäter 10 meter (32,8 fot) över. Speglarna för varje teleskop är gjorda av 36 lätta segment som fungerar tillsammans på samma sätt som en enda spegel. Teleskopen är inrymda i isolerade kupoler på 700 000 kubikfot. Jätte luftkonditioneringsapparater kör hela dagen för att hålla temperaturen vid eller under frysning. Detta bidrar till att minska deformationen av teleskopens stål och speglar, enligt Keck-webbplatsen.
historia
finansieringen av teleskopen kommer från en filantropisk organisation som kallas W. M. Keck Foundation. Enheten skapades 1954 av William Myron Keck, som grundade Superior Oil Company, enligt stiftelsens webbplats.
”Herr Keck föreställde sig en filantropisk institution som skulle ge långtgående fördelar för mänskligheten”, sade stiftelsen. ”Genom att ta en djärv, kreativ inställning till grant making skapade han ett arv som stiftelsen stolt upprätthåller idag.”
stiftelsens mandat omfattar finansiering av vetenskap, och 1985 beviljade den 70 miljoner dollar (155 miljoner dollar 2014 dollar) för att konstruera det första teleskopet, Keck I. under byggandet kom 68 miljoner dollar för det andra teleskopet, Keck II. teleskopen började sitt vetenskapliga arbete 1993 respektive 1996, enligt Keck-webbplatsen.
teleskopens arsenal av instrument innehåller flera för optiska våglängder och andra för infraröd. Keck II rymmer Deimos (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), som kan hämta spektralinformation från 1200 objekt samtidigt. Keck jag har anställningar (High Resolution Echelle Spectrometer), som kan undersöka färgerna på starlight.
exempel på infraröda instrument inkluderar laser adaptive optics system (tillgängligt med vissa instrument på båda teleskopen) och Keck II: s Nirspec (den nära infraröda spektrometern). Några av nirspecs vetenskapliga undersökningar inkluderar att titta på radiogalaxer som är väldigt långt ifrån jorden (vilket innebär att de är äldre enligt Big Bang-teorin, som säger att universum uppstod från en singularitet och expanderar sedan dess.) NIRSPEC kan också användas för att lära sig mer om bruna dvärgar, som är föremål som anses vara ”misslyckade stjärnor” — enorma gasjättar som inte är tillräckligt stora för att starta kärnfusion.
stråla upp skarpa bilder
enligt observatoriets webbplats är Keck II-teleskopet det första i världen som använder ett adaptivt optiksystem; Keck jag hade senare en installerad också. Denna typ av system är avsett att ändra spegelns form för att ta hänsyn till förändringar i atmosfären. Atmosfären kan sudda ut avlägsna stjärnor, vilket gör det svårt för astronomer att göra exakta mätningar om de inte stiger över luften. (Detta är en anledning till att forskare tycker om att använda teleskop som Hubble Space Telescope eller Spitzer Space Telescope.)
eftersom atmosfären förändras så snabbt måste teleskopen också ändra form snabbt. Båda teleskopen kan ändra sin spegel 2000 gånger varje sekund, vilket gör bilder 10 gånger tydligare än de skulle vara utan systemet. De förlitar sig på en laser för att göra mätningarna på hur man ändrar, vilket är en förbättring jämfört med den gamla metoden: att använda en ljus stjärna, vilket inte är lätt att uppnå eftersom detta bara är möjligt i cirka 1 procent av himlen.
”astronomer utvecklade laserstyrstjärnans adaptiva optik med hjälp av en speciell laser för att excitera natriumatomer som sitter i ett atmosfäriskt lager 90 kilometer över jorden”, sade observatoriet. ”Spännande atomerna i natriumskikten skapar en konstgjord ”stjärna” för att mäta atmosfäriska snedvridningar och tillåter adaptiv optik att producera skarpa bilder av himmelska föremål placerade nästan var som helst på himlen.”
anmärkningsvärda upptäckter
Kecks tvillingteleskop har gjort en mängd upptäckter sedan byggandet avslutades.
Keck har deltagit i flera andra upptäckter:
- Det hjälpte till att mäta storleken på en avlägsen värld som handlar om Uranus storlek.
- det avslöjade fyra kvasarer (galaxer som drivs av svarta hål) i ett enda system.
- Det upptäckte att en galax nästan helt är gjord av mörk materia.
- det spårade intressant atmosfärisk aktivitet på Jupiters vulkaniska måne Io, liksom Neptunus.
- Det kikade på en stjärna med ett konstigt mönster av ljusning och dimning; även senare tillskrivs damm, just då, vissa människor kallade det en möjlig främmande megastruktur.
1999 hjälpte observatoriet ett annat observatorium med att titta på den första exoplanetpassningen över sin moderstjärna. Detta inträffade efter att Keck gjorde mätningar av star HD 209458 och noterade att stjärnan verkade vackla, som om det fanns en planet som förändrade dess rörelser. Vetenskapsteamet bad sedan andra astronomer vid det privatfinansierade Fairborn Observatory i Arizona att titta på en transitering över stjärnans ansikte, vilket inträffade som de förutspådde.
en annan upptäckt var att räkna ut hur stjärnor rör sig i Andromeda-galaxen, en framträdande galax som ligger 2,5 miljoner ljusår från jorden, vilket gör den till en mycket nära granne. Detta var viktigt eftersom det hjälpte astronomer att förstå hur enorm denna galax är.
Keck deltog också i ett forskningsprojekt som involverade flera teleskop, som tittade på supernovor (stjärnexplosioner) över universum. Syftet var att använda dem för att beräkna hur snabbt universum expanderar. Resultaten visade att universum faktiskt accelererar när det växer, kanske drivs med ”mörk energi” — ett lite förstått koncept som kan (tillsammans med mörk materia) utgöra det mesta av universum. under 2015 hjälpte Keck till att spåra vad som då kallades den mest avlägsna galaxen som någonsin hittats — EGSY8p7, som ligger cirka 13,2 miljarder ljusår från jorden. Dess extrema avstånd betyder att galaxen är från bara 600 miljoner år efter Big Bang som skapade universum. Att undersöka sådana galaxer hjälper astronomer att lära sig mer om universums historia, särskilt det antika universum. Nästa år avslöjade astronomer tidigt arbete från att undersöka galaxer som går tillbaka från slutet av de mörka åldrarna, med hänvisning till en tid då ljus inte kunde tränga igenom universums opacitet.