Обсерватория WM Keck

Обсерватория WM Keck

Купола обсерватории Кек на вершине Мауна-Кеа
Альтернативные названия	Телескоп Кека
Часть	Обсерватории Мауна-Кеа
Местоположение (а)	Ваймеа , округ Гавайи , Гавайи
Координаты	19 ° 49′35 ″ N 155 ° 28′28 ″ з.д. / 19,8263 ° с.ш.155,47441 ° з.д. / 19,8263; -155,47441 Координаты: 19 ° 49′35 ″ N 155 ° 28′28 ″ з.д.  / 19,8263 ° с.ш.155,47441 ° з.д. / 19,8263; -155,47441
Высота	4145 м (13,599 футов)
Построен	Сентябрь 1985–1996 гг. ( Сентябрь 1985–1996 гг. )
Первый свет	24 ноября 1993 г., 23 октября 1996 г.
Стиль телескопа	астрономическая обсерватория оптический телескоп отражающий телескоп
Количество телескопов	2
Диаметр	10 м (32 футов 10 дюймов)
Угловое разрешение	0,04 угловой секунды, 0,4 угловой секунды
Место сбора	76 м 2 (820 квадратных футов)
Фокусное расстояние	17,5 м (57 футов 5 дюймов)
Монтаж	альтазимутальное крепление
Вложение	Сферический купол
Интернет сайт	www .keckobservatory .org
Расположение обсерватории WM Keck
Связанные СМИ на Викискладе?
[ редактировать в Викиданных ]

WM Кек обсерватория является два-телескопа астрономической обсерватории на высоте 4,145 метров (13600 футов) вблизи вершины Мауна Кеа в американском штате на Гавайях . Оба телескопа имеют главные зеркала с апертурой 10 м (33 фута), и после завершения строительства в 1993 (Кек 1) и 1996 (Кек 2) они были самыми большими астрономическими телескопами в мире. В настоящее время они занимают 3-е и 4-е место по величине.

Обзор [ править ]

С концепцией, впервые предложенной в 1977 году, конструкторы телескопов из Калифорнийского университета в Беркли (Терри Маст) и лаборатории Лоуренса Беркли ( Джерри Нельсон ) разрабатывали технологию, необходимую для создания большого наземного телескопа. ^[1] С дизайном в руках начался поиск финансирования. В 1985 году Ховард Б. Кек из фонда WM Keck Foundationвыделила 70 миллионов долларов на строительство телескопа Keck I, которое началось в сентябре 1985 года. Первый свет произошел 24 ноября 1990 года с использованием девяти из возможных 36 сегментов. Поскольку строительство первого телескопа значительно продвинулось вперед, дальнейшие пожертвования позволили построить второй телескоп, начиная с 1991 года. Телескоп Кек I начал научные наблюдения в мае 1993 года, в то время как первый свет для Кека II произошел 23 октября 1996 года.

Ключевым достижением, позволившим построить телескопы Кека, было использование активной оптики для работы с меньшими сегментами зеркал как с одним смежным зеркалом. Зеркало такого же размера, отлитое из цельного куска стекла, нельзя было сделать достаточно жестким, чтобы точно сохранять свою форму; он будет микроскопически провисать под собственным весом при повороте в разные положения, вызывая аберрации на оптическом пути. В телескопах Keck каждое главное зеркало состоит из 36 шестиугольных сегментов, которые работают вместе как одно целое. Каждый сегмент имеет ширину 1,8 метра, толщину 7,5 см и вес полтонны. ^[2] Зеркала были сделаны из церодура стеклокерамики немецкой фирмы Шотт AG . ^[3]На телескопе каждый сегмент поддерживается системой активной оптики , в которой используются чрезвычайно жесткие опорные конструкции в сочетании с тремя исполнительными механизмами под каждым сегментом. Во время наблюдения управляемая компьютером система датчиков и исполнительных механизмов динамически регулирует положение каждого сегмента относительно его соседей, сохраняя точность формы поверхности в четыре нанометра . По мере движения телескопа эта настройка два раза в секунду противодействует гравитации и другим экологическим и структурным эффектам, которые могут повлиять на форму зеркала.

Каждый телескоп Keck установлен на альтазимутальной монтировке . В большинстве современных телескопов класса 8–10 м используются альтазимутальные конструкции из-за меньших требований к конструкции по сравнению с более старыми экваториальными моделями . Альтазимутальная установка обеспечивает максимальную прочность и жесткость при минимальном количестве стали, что для обсерватории Кека составляет около 270 тонн на телескоп, в результате чего общий вес каждого телескопа превышает 300 тонн. В двух предлагаемых конструкциях телескопов следующего поколения 30 и 40 м используется одна и та же базовая технология, впервые примененная в обсерватории Кека: гексагональная зеркальная решетка в сочетании с альтазимутальной опорой.

У каждого из двух телескопов есть главное зеркало 10 метров (32,8 фута или 394 дюйма), что немного меньше, чем у Gran Telescopio Canarias . Однако весь свет, собираемый первичными зеркалами Keck (75,76 м ² ), направляется на вторичное зеркало и инструменты, по сравнению с главным зеркалом GTC, которое имеет эффективную площадь сбора света 73,4 м ² или 2,36 м ² ( На 25,4 кв. Фута) меньше, чем каждое из основных зеркал Keck. Из-за этой фундаментальной разницы в конструкции телескопы Кек, возможно, остаются самыми большими управляемыми оптическими / инфракрасными телескопами на Земле.

Телескопы оснащены набором камер и спектрометров, которые позволяют проводить наблюдения в большей части видимого и ближнего инфракрасного спектра.

Управление [ править ]

Обсерватория Кека управляется Калифорнийской ассоциацией исследований в области астрономии, некоммерческой организацией 501 (c) (3) , в совет директоров которой входят представители Калифорнийского технологического института и Калифорнийского университета . Строительство телескопов стало возможным благодаря частным грантам в размере более 140 миллионов долларов от Фонда Кека. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) присоединилось к партнерству в октябре 1996 года , когда Кек II началось наблюдение.

Время телескопа выделяется учреждениями-партнерами. Калифорнийский технологический институт, Система Гавайского университета и Калифорнийский университет принимают предложения своих собственных исследователей; НАСА принимает предложения от исследователей из других частей США.

Джерри Нельсон , ученый проекта телескопа Кека, участвовал в последующих проектах с несколькими зеркалами до своей смерти в июне 2017 года. Он задумал одно из нововведений Кексов: отражающую поверхность из нескольких тонких сегментов, действующих как одно зеркало. ^[4]

Инструменты [ править ]

МОСФИР

MOSFIRE ( многообъектный спектрометр для инфракрасных исследований ) ^[5], прибор третьего поколения, был доставлен в обсерваторию Кека 8 февраля 2012 г .; первый свет был получен на телескопе Kecks I 4 апреля 2012 года. Многообъектная камера спектрографа с широким полем для ближнего инфракрасного диапазона (от 0,97 до 2,41 мкм), ее особенностью является криогенный конфигурируемый щелевой блок (CSU). возможность перенастройки с пульта дистанционного управления менее чем за шесть минут без каких-либо тепловых циклов. Прутки заходят с каждой стороны, образуя до 46 коротких прорезей. Когда полосы удаляются, MOSFIRE становится широкоугольным тепловизором. Он был разработан командами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе ( UCLA ), Калифорнийского технологического института (Caltech ) и Калифорнийского университета в Санта-Крус (UCSC). Его главными исследователями являются Ян С. Маклин ( Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе ) и Чарльз С. Стейдель (Калифорнийский технологический институт), а руководил проектом Шон Адкинс, руководитель программы WMKO Instrument. MOSFIRE частично финансировалась Программой инструментовки телескопических систем (TSIP), управляемой AURA и финансируемой Национальным научным фондом; и частным пожертвованием WMKO Гордоном и Бетти Мур. ^[6]

ДЕЙМОС

Многообъектный спектрограф Deep Extragalactic Imaging способен собирать спектры от 130 или более галактик за одну экспозицию. В режиме «Мега Маска» DEIMOS может снимать спектры более 1200 объектов одновременно, используя специальный узкополосный фильтр.

Нанимает

Самый большой и наиболее механически сложный из основных инструментов обсерватории Кек, спектрометр высокого разрешения Echelle разбивает входящий свет на составляющие его цвета для точного измерения интенсивности каждого из тысяч цветовых каналов. Его спектральные возможности привели к множеству прорывных открытий, таких как обнаружение планет за пределами нашей солнечной системы и прямое доказательство модели теории Большого взрыва . Этот инструмент обнаружил больше внесолнечных планет, чем любой другой в мире. Точность радиальной скорости составляет до одного метра в секунду (1,0 м / с). ^[7] Предел обнаружения прибора на 1 АС является 0,2  М J . ^[8]

KCWI

Keck Cosmic Web Imager - это интегральный полевой спектрограф, работающий на длинах волн от 350 до 560 нм .

LRIS

Спектрограф низкого разрешения - это прибор слабого света, способный снимать спектры и изображения самых далеких известных объектов во Вселенной. Прибор оснащен красной рукой и синей рукой , чтобы исследовать звездные популяции далеких галактик, активных ядер галактик , скоплений галактик и квазаров .

LWS

Длинноволновый спектрометр для телескопа Keck I - это решетчатый спектрометр, работающий в диапазоне длин волн 3-25 микрон. Как и NIRC, LWS был передовым прибором CASS и использовался для изучения кометных, планетарных и внегалактических объектов. LWS теперь не используется для научных наблюдений.

NIRC

Камера ближнего инфракрасного диапазона для телескопа Keck I настолько чувствительна, что может обнаружить эквивалент пламени единственной свечи на Луне . Такая чувствительность делает его идеальным для сверхглубоких исследований образования и эволюции галактик, поиска протогалактик и изображений окружающей среды квазаров. Он предоставил новаторские исследования центра Галактики, а также используется для изучения протопланетных дисков и областей звездообразования большой массы . NIRC был исключен из научных наблюдений в 2010 году.

NIRC-2

Камера ближнего инфракрасного диапазона второго поколения работает с системой Keck Adaptive Optics для получения наземных изображений и спектроскопии с самым высоким разрешением в диапазоне 1–5 микрометров (мкм). Типичные программы включают картографирование поверхностей тел Солнечной системы , поиск планет вокруг других звезд и анализ морфологии удаленных галактик.

НИРЕС

Спектрометр Echellette в ближнем инфракрасном диапазоне - это спектрограф, который обеспечивает одновременное покрытие длин волн от 0,94 до 2,45 мкм .

NIRSPEC

Спектрометр в ближнем инфракрасном диапазоне изучает радиогалактики с очень большим красным смещением , движения и типы звезд, расположенных вблизи центра Галактики , природу коричневых карликов , ядерные области пылевых галактик со вспышкой звездообразования, активные ядра галактик, межзвездную химию, физику звезд и Солнечную систему. наука.

ОСИРИС

Инфракрасный спектрограф с подавлением OH - это спектрограф в ближнем инфракрасном диапазоне для использования с системой адаптивной оптики Keck I. OSIRIS снимает спектры в небольшом поле зрения, чтобы получить серию изображений на разных длинах волн. Этот инструмент позволяет астрономам игнорировать длины волн, на которых атмосфера Земли ярко светится из-за излучения молекул OH ( гидроксила ), что позволяет обнаруживать объекты в 10 раз слабее, чем это было возможно ранее. Первоначально установленный на Keck II, в январе 2012 года OSIRIS был перенесен на телескоп Keck 1.

Интерферометр Кека

Интерферометр позволил объединить свет от обоих телескопов Кека в оптический интерферометр ближнего инфракрасного диапазона длиной 85 метров (279 футов) . Эта длинная базовая линия давала интерферометру эффективное угловое разрешение 5 миллисекунд (мсек. Дуги) на расстоянии 2,2 мкм и 24 мсек. Дуги на расстоянии 10 мкм. Несколько внутренних инструментов позволяли интерферометру работать в различных режимах, работая в H, K и L-диапазонах в ближней инфракрасной области, а также в режиме обнуления интерферометрии . По состоянию на середину 2012 года производство интерферометра Кека было прекращено из-за отсутствия финансирования. В настоящее время инструмент находится в консервации и может быть повторно активирован, если позволит финансирование.

Оба телескопа обсерватории Кек оснащены адаптивной оптикой для лазерной направляющей звезды , которая компенсирует размытость изображения из-за атмосферной турбулентности . Первая система АО, работающая на большом телескопе, оборудование постоянно модернизировалось для расширения возможностей.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме обсерватории Кека .

• Обсерватория WM Keck (официальный сайт)
• Обсерватории Мауна-Кеа (официальный сайт)
• Архив обсерватории Кека (KOA)
• Лаборатория Лоуренса Беркли, Революция в конструкции телескопов
• Фотографии телескопов Кека и других обсерваторий Мауна-Кеа из фильма Майкла Дж. Уэста "Нежный звездный дождь: история астрономии на Мауна-Кеа" . ISBN 0-931548-99-3 .