Обсерватория WM Keck - W. M. Keck Observatory

Обсерватория WM Keck
KeckTelescopes-hi.png
Купола обсерватории Кек на вершине Мауна-Кеа
Альтернативные названия Телескоп Кека Отредактируйте это в Викиданных
Часть Обсерватории Мауна-Кеа Отредактируйте это в Викиданных
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 Отредактируйте это в Викиданных
Высота 4145 м (13,599 футов) Отредактируйте это в Викиданных
Построено Сентябрь 1985–1996 гг. ( Сентябрь 1985–1996 гг. ) Отредактируйте это в Викиданных
Первый свет 24 ноября 1993 г., 23 октября 1996 г. Отредактируйте это в Викиданных
Стиль телескопа астрономическая обсерватория
оптический телескоп
отражающий телескоп Отредактируйте это в Викиданных
Количество телескопов Отредактируйте это в Викиданных
Диаметр 10 м (32 футов 10 дюймов) Отредактируйте это в Викиданных
Угловое разрешение 0,04 угловой секунды, 0,4 угловой секунды Отредактируйте это в Викиданных
Зона сбора 76 м 2 (820 квадратных футов)Отредактируйте это в Викиданных
Фокусное расстояние 17,5 м (57 футов 5 дюймов) Отредактируйте это в Викиданных
Монтаж альтазимутальное крепление Отредактируйте это в Викиданных Отредактируйте это в Викиданных
Вложение Сферический купол Отредактируйте это в Викиданных
Веб-сайт www .keckobservatory .org Отредактируйте это в Викиданных
Обсерватория WM Keck находится на Гавайях.
Обсерватория WM Keck
Расположение обсерватории WM Keck
Страница общих ресурсов Связанные СМИ на Викискладе?

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 когда их строительство было завершено 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 места по величине.

Обзор

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. Имея в руках дизайн, начался поиск финансирования. В 1985 году Говард Б. Кек из фонда WM Keck Foundation выделил 70 миллионов долларов на строительство телескопа Keck I, которое началось в сентябре 1985 года, при этом 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 Keck I начал научные наблюдения в мае 1993 года, в то время как первый свет для Keck II произошел 23 октября 1996 года.

Телескоп Кек II показывает сегментированное главное зеркало
Зеркала обсерватории Кека

Ключевым достижением, позволившим построить телескопы Кека, стало использование активной оптики для работы с меньшими сегментами зеркал как с единым 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 единое целое. Каждый сегмент имеет ширину 1,8 метра, толщину 7,5 см и вес полтонны. Зеркала были сделаны из Zerodur стеклокерамического немецкой компании Schott AG . 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 . При перемещении телескопа эта настройка два раза в секунду противодействует гравитации и другим экологическим и структурным эффектам, которые могут влиять 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 ранними экваториальными моделями . Альтазимутальная установка обеспечивает максимальную прочность и жесткость при минимальном количестве стали, которая, по данным 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 та же самая базовая технология, впервые примененная в обсерватории Кека: гексагональная зеркальная решетка в сочетании с альтазимутальной опорой.

Каждый из двух телескопов имеет 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 приборы, 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

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 WM Keck Foundation . 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, Гавайский университет и Калифорнийский университет принимают предложения своих собственных исследователей; НАСА принимает предложения от исследователей из 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 Кекса: отражающую поверхность из множества тонких сегментов, действующих как одно зеркало.

Инструменты

Обсерватория Кека крупным планом
Спектроскопические возможности инструментов обсерватории Кек по состоянию на конец 2019 года. Режимы работы инструментов отображаются в виде прямоугольников с цветовой кодировкой со спектральным разрешением (разрешающей способностью) и диапазоном длин волн. Неспектроскопические (т. Е. Только для получения изображений) инструменты не показаны.
МОСФИР
MOSFIRE ( многообъектный спектрометр для инфракрасных исследований ), 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). перенастраивается с помощью 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 из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе ( UCLA ), Калифорнийского технологического института ( Caltech ) и Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC). Его главными исследователями являются Ян С. Маклин ( Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе ) и Чарльз С. Стейдель (Калифорнийский технологический институт). Руководил проектом Шон Адкинс, менеджер 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.
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 ко многим прорывным открытиям, таким 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). Предел обнаружения прибора на 1 АС является 0,2  М J .
KCWI
Keck Cosmic Web Imager - это интегральный полевой спектрограф, работающий на длинах волн от 350 до 560 нм .
LRIS
Спектрограф низкого разрешения - это слабосветовой прибор, 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 представляет собой 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 ушел из научных наблюдений.
NIRC
Камера ближнего инфракрасного диапазона для телескопа Keck I настолько чувствительна, что может обнаружить эквивалент пламени одной свечи на Луне . Эта 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 высочайшим разрешением в диапазоне 1–5 микрометров (мкм). Типичные программы включают нанесение на карту 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 ближнего инфракрасного диапазона 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. 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 вспомогательных 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.

Оба телескопа обсерватории Кека 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.

Слева : вершина Мауна-Кеа считается одним из самых важных мест в мире для наблюдения за астрономией. Двойные телескопы Кека являются одними из крупнейших оптических / ближних инфракрасных приборов, используемых в настоящее время во всем мире.
В центре : ночное небо и лазер обсерватории Кека для адаптивной оптики. Справа : обсерватория Кека на закате.

Смотрите также

Сравнение размеров основных зеркал

Рекомендации

Внешние ссылки