De W.M. Keck Observatorium en de twee tien meter brede telescopen zitten hoog bovenop de Mauna Kea vulkanische berg in Hawai'i. Deze dubbele telescopen, die gevoelig zijn voor optisch en infrarood licht, behoren tot 's werelds grootste en meest productieve instrumenten. Elke nacht stellen ze astronomen in staat om naar objecten te kijken die zo dichtbij zijn als werelden van ons eigen zonnestelsel en zo ver weg als enkele van de vroegste sterrenstelsels in de kosmos.
Snelle feiten: Keck Observatory
- Keck Observatory heeft twee spiegels van tien meter, elk bestaande uit 36 zeshoekige elementen die samenwerken als een enkele spiegel. Elke spiegel weegt 300 ton en wordt ondersteund door 270 ton staal.
- Het volume van elke telescoopkoepel is meer dan 700.000 kubieke voet. De koepels worden de hele dag gekoeld en op of onder de vriestemperaturen gehouden om vervorming van de spiegels door hitte te voorkomen.
- Keck Observatory was de eerste grote faciliteit die adaptieve optica en lasergeleidersterren gebruikte. Het gebruikt nu bijna een dozijn instrumenten om de lucht in beeld te brengen en te bestuderen. Toekomstige instrumenten zijn onder meer een planeetzoeker en een kosmische mapper.
Keck Telescopes Technology
De W.M. Keck Observatory gebruikt geavanceerde instrumenten om het universum te observeren, waaronder enkele die het helpen het licht van verre objecten te ontleden. Deze spectrografen, samen met infraroodcamera's, houden Keck in de voorhoede van astronomieonderzoek. In de afgelopen jaren heeft het observatorium ook adaptieve optische systemen geïnstalleerd die de spiegels helpen compenseren voor de beweging van de atmosfeer die het zicht kan vertroebelen. Die systemen maken gebruik van lasers om hoog in de lucht 'gidssterren' te creëren.
De adaptieve optische lasers helpen de atmosferische bewegingen te meten en corrigeren vervolgens die turbulentie met een vervormbare spiegel die 2000 keer per seconde van vorm verandert. De Keck II-telescoop werd de eerste grote telescoop ter wereld die in 1988 een AO-systeem ontwikkelde en installeerde en was de eerste die in 2004 lasers gebruikte. De systemen hebben een enorme verbetering van de beeldhelderheid opgeleverd. Tegenwoordig gebruiken veel andere telescopen adaptieve optica om ook hun zicht te verbeteren.
Keck ontdekkingen en observaties
Meer dan 25 procent van de waarnemingen door Amerikaanse astronomen wordt gedaan bij de Keck Observatory en velen van hen benaderen en overtreffen zelfs het uitzicht van de Hubble-ruimtetelescoop (die observeert van hoog boven de atmosfeer van de aarde).
Met Keck Observatory kunnen kijkers objecten in zichtbaar licht en vervolgens daarbuiten bestuderen in het infrarood. Dat brede scala aan observatieruimten maakt Keck zo wetenschappelijk productief. Het opent een wereld van interessante objecten voor astronomen die niet zichtbaar zijn in zichtbaar licht.
Onder hen zijn gebieden met stergeboorten vergelijkbaar met het bekende Orionnevel en hete jonge sterren. Niet alleen gloeien de pasgeboren sterren in zichtbaar licht, maar ze verhitten ook de materiaalwolken die hun "nesten" vormden. Keck kan in de stellaire kraamkamer kijken om de processen van de bevalling te zien. Met zijn telescopen kon een dergelijke ster worden waargenomen, Gaia 17bpi genaamd, een lid van een klasse van hete jonge sterren genaamd "FU Orionis" -types. De studie hielp astronomen om meer informatie te verzamelen over deze pasgeboren sterren die nog steeds verborgen zijn in hun geboortewolken. Deze heeft een schijf met materiaal dat in vallen en vallen in de ster valt en begint. Dat zorgt ervoor dat de ster af en toe oplicht, zelfs als hij groeit.
Aan de andere kant van het heelal zijn de Keck-telescopen gebruikt om een extreem verre gaswolk te observeren die kort na de geboorte van het heelal bestond, zo'n 13,8 miljard jaar geleden. Deze gasklomp in de verte is niet zichtbaar voor het blote oog, maar astronomen zouden hem kunnen vinden met behulp van gespecialiseerde instrumenten op de telescoop om een quasar op grote afstand te observeren. Het licht scheen door de wolk en uit de gegevens ontdekten astronomen dat de wolk was gemaakt van ongerepte waterstof. Dat betekent dat het bestond in een tijd dat andere sterren nog geen "vervuilde" ruimte hadden met hun zwaardere elementen. Het is een blik op de omstandigheden toen het universum nog maar 1,5 miljard jaar oud was.
Een andere vraag die Keck-gebruikende astronomen willen beantwoorden is "hoe zijn de eerste sterrenstelsels gevormd?" Sinds die kleine melkwegstelsels zijn heel ver van ons verwijderd en maken deel uit van het verre heelal, waarnemend is dat moeilijk. Ten eerste zijn ze erg zwak. Ten tweede is hun licht 'uitgerekt' door de uitdijing van het universum en verschijnt het voor ons in het infrarood. Maar door ze te begrijpen, kunnen we beter zien hoe onze eigen Melkweg is ontstaan. Keck kan die verre sterrenstelsels observeren met zijn infraroodgevoelige instrumenten. Ze kunnen onder andere het licht bestuderen dat wordt uitgezonden door hete jonge sterren in die sterrenstelsels (uitgezonden in het ultraviolet), dat opnieuw wordt uitgezonden door gaswolken die het jeugdige sterrenstelsel omringen. Dit geeft astronomen enig inzicht in de omstandigheden in die verre sterrensteden in een tijd dat ze nog maar zuigelingen waren en net begonnen te groeien.
Keck Observatory History
De geschiedenis van het observatorium gaat terug tot het begin van de jaren zeventig. Toen begonnen astronomen te kijken naar het bouwen van een nieuwe generatie grote telescopen op de grond met de grootste spiegels die ze konden maken. Glazen spiegels kunnen echter behoorlijk zwaar en zwaar zijn om te verplaatsen. Wat de wetenschappers en ingenieurs wilden, waren lichtgewicht. Bij de University of California en Lawrence Berkeley Labs betrokken astronomen werkten aan nieuwe benaderingen voor het bouwen van flexibele spiegels. Ze bedachten een manier om dit te doen door gesegmenteerde spiegels te maken die kunnen worden gedraaid en "afgestemd" om een grotere spiegel te creëren. De eerste spiegel, Keck I genaamd, begon in mei 1993 de hemel te observeren. Keck II is in oktober 1996 geopend. Deze reflecterende telescopen zijn sindsdien in gebruik.
Sinds hun 'eerste licht'-waarnemingen maken beide telescopen deel uit van de nieuwste generatie telescopen die geavanceerde technologie gebruiken voor astronomische studies. Momenteel wordt het observatorium niet alleen gebruikt voor astronomische waarnemingen, maar ook om ruimtevaartmissies naar planeten zoals Mercurius en de aankomende James Webb Space Telescope. Zijn reikwijdte is ongeëvenaard door enige andere huidige grote telescoop op aarde.
De W.M. Keck Observatory wordt beheerd door de California Association for Research in Astronomy (CARA), die onder meer samenwerkt met Caltech en de University of California. NASA maakt ook deel uit van de samenwerking. De W.M. Stichting Keck heeft de bouw gefinancierd.
Bronnen
- Afbeeldingengalerij: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
- 'Nieuws en evenementen van de IfA.' Meting en onzekerheid, www.ifa.hawaii.edu/.
- "Boven de wereld zo hoog." W. M. Keck Observatory, www.keckobservatory.org/.