Големите куполи на телескопа на обсерваторията Макдоналд. В горната лява част куполът на телескопа Хоби-Еберли е разположен на връх Фоулкс. На преден план куполът на телескопа Ото Струве седи отляво и телескопът Харлан Дж. Смит вдясно, на връх Лок.
(Изображение: © Обсерватория Макдоналд)
Макдоналд обсерваторията е базиран в Тексас астрономически сайт, който има значителен принос в изследванията и образованието в продължение на повече от 80 години.
Под администрацията на Тексаския университет в Остин, Обсерваторията Макдоналд има няколко телескопа, кацнали на височина от 6791 фута (2070 метра) над морското равнище на планината Лок и планината Фоулкс, част от планините Дейвис в западен Тексас, на около 450 мили (724 километри) западно от Остин. Макдоналд "се радва на най-мрачното нощно небе на всяка професионална обсерватория в континенталните Съединени щати", според съобщение за новини издаден за 80-годишнината на обсерваторията.
McDonald е дом на телескопа Hobby-Eberly, един от най-големите оптични телескопи в света, с огледало с ширина 36 фута (11 метра).
Посетителски център предлага дневни обиколки на площадките и големи телескопи, дневно слънчево гледане, програма за здрач в амфитеатър на открито и нощни звездни партита с гледане на телескоп.
Обсерваторията е известна и с ежедневната си програма StarDate, която работи на повече от 300 радиостанции в цялата страна.
Дарбата на обсерватория
Регентите на Тексаския университет бяха изненадани, когато отвориха волята на Уилям Джонсън Макдоналд, банкер от Париж, Тексас, който почина през 1926 г. Той остави по-голямата част от богатството си на университета с цел изграждане на астрономическа обсерватория , След приключване на съдебно производство около 850 000 долара (еквивалентът на 11 милиона долара днес) са на разположение, според Тексаската държавна историческа асоциация.
"Макдоналд се смята, че обсерваторията ще подобри прогнозата за времето и следователно ще помогне на фермерите да планират работата си", коментират от асоциацията.
Но имаше две големи предизвикателства за преодоляване, преди желанието на Макдоналдс да стане реалност. Първо, парите бяха достатъчни за изграждането на обсерватория, но не и достатъчно за нейното управление, така че университетът ще трябва да придобие повече средства. Второ, по онова време Тексаският университет нямаше астрономи във факултета си, така че трябваше да наеме екип от космически експерти.
За щастие, Чикагският университет имаше астрономи, които търсеха друг телескоп, който да използват в допълнение към пречупващия телескоп на университета си в обсерваторията Йеркес. И така, президентите на двата университета сключиха сделка: Тексаският университет ще изгради новата обсерватория, а Чикагският университет ще предостави експерти, които да я оперират.
Телескопи в обсерваторията Макдоналд
Първият основен телескоп на Макдоналд - по-късно наречен телескопа Ото Струве след първия директор на обсерваторията - е завършен през 1939 г. и се използва и до днес. Основното му огледало е 82 инча (2,08 метра) напречно. Една от основните цели на телескопа Struve беше да анализира точните цветове на светлината, идващи от звезди и други небесни тела, да определи техния химичен състав, температура и други свойства. За да направите това, телескопът е проектиран да изпраща светлина чрез серия от огледала в спектрограф - инструмент, който разделя светлината в нейните цветове на компоненти - в друга стая. Това изисква телескопът да бъде монтиран върху странно изглеждаща подредба на оси и противотежести, проектирана и изградена от компанията Warner & Swasey. "С тежката си стоманена конструкция и черна, полуотворена рамка, Struve не е просто научен инструмент, но е произведение на изкуството", В сайта на обсерваторията пише.
Телескопът Струве помогна на астрономите да съберат първите доказателства за атмосфера на лунния титан на Сатурн. Джерард Куйпер, подпомогнат от самия Струве, намери уликите, докато изследва най-големите луни на нашата Слънчева система през 1944 г. Куйпер публикува своето спектроскопично изследване в Astrophysical Journal.
През 1956 г. към обекта Макдоналд е добавен отразяващ телескоп с 36-инчово (0,9 м) огледало по искане на Чикагския университет. Разположен в купол, направен от скално и остатъчен метал от купола на телескопа Струве, този инструмент е проектиран основно за измерване на промените в яркостта на звездите. Сега той е остарял за професионални изследвания, но редовно се използва за специални вечери за обществено гледане.
Телескопът Harlan J. Smith, с главно огледало 107 инча (2,7 м) напречно, е построен от НАСА за изследване на други планети при подготовка за мисии на космически кораби. Това беше третият по големина телескоп в света, когато видя първата светлина през 1968 година.
От 1969 до 1985 г. телескопът Смит е използван и за насочване на лазерна светлина към специални отразяващи огледала, оставени на Луната от астронавтите Аполон. Измерването на времето, необходимо за отразяване на отразената светлина на Земята, позволява на астрономите да измерват разстоянието на Луната до точност от 1,2 сантиметра (3 сантиметра). Тези измервания от своя страна допринасят за нашето разбиране на скоростта на въртене на Земята, състава на Луната, дългосрочните промени в орбитата на Луната и самото поведение на гравитацията, включително малки ефекти, предвидени от Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн.
Когато се изграждаше телескопът на Смит, в центъра на главното му кварцово огледало беше изрязан кръгъл отвор, за да може светлината да преминава към инструменти в задната част на телескопа. Изрязаният кварцов диск е направен в ново огледало с дължина 30 инча (0,8 м) за друг телескоп. Този инструмент, построен наблизо през 1970 г. и известен просто като 0,8 метров телескоп, има предимството на необичайно широко зрително поле.
Най-големият телескоп на Макдоналдс
Днес гигантът в Макдоналд е телескопът Хоби-Еберли (HET), на съседната планина Фоулкс, почти на миля (1,3 км) от струпването на оригинални куполи на връх Лок. HET е съвместен проект на Тексаския университет в Остин, Пенсилвания държавен университет и два германски университета: Ludwig-Maximilians-Universität München и Georg-August-Universität Göttingen.
Посветен през 1997 г., HET прави поразителен технологичен контраст с класическия инструмент Struve. Основното огледало на HET не е едно парче стъкло или кварц, а масив от 91 индивидуално контролирани шестоъгълни сегмента, които правят отразяваща област, подобна на пчелна пита, широка 36 фута (11 м). Кула с форма на гъба до основния купол съдържа лазери, които са насочени към огледалните сегменти, за да тестват и коригират тяхното подравняване.
Друга забележителна характеристика на HET е, че телескопът може да се върти, за да сочи към която и да е посока на компаса, но не може да се накланя нагоре или надолу, за да сочи на различни височини в небето. Вместо това основното огледало се поддържа под фиксиран ъгъл, сочещ 55 градуса над хоризонта. Прецизно контролирана поддръжка за проследяване премества инструментите за събиране на светлина на различни места над основното огледало, което има за цел да се насочи към малко различни части на небето. Този уникален, опростен дизайн позволи HET да бъде построен за част от цената на конвенционален телескоп с неговия размер, като същевременно позволява достъп до 70% от небето, което се вижда от местоположението му.
HET е предназначен предимно за спектроскопия, която е ключов метод в съвременните изследователски области като измерване на движенията на космически обекти, определяне на разстояния до галактики и откриване на историята на Вселената след Големия взрив.
Обитаеми планети и тъмна енергия
През 2017 г. HET беше повторно се осветиха след надстройка за 40 милиона долара Системата за проследяване беше заменена с нова единица, която използва повече от основното огледало и има по-широко зрително поле. И бяха създадени нови сензорни инструменти.
Един от новите инструменти е обитателят на планетата за обитаема зона (HPF), изграден съвместно с Националния институт за стандарти и технологии. HPF е оптимизиран за изучаване на инфрачервена светлина от близки, хладни червени звезди джудже, според съобщение на обявление от обсерваторията. Тези звезди имат дълъг живот и биха могли да осигурят постоянна енергия за планетите около тях. HPF позволява прецизни измервания на радиалната скорост на звездата, измерена чрез фината промяна в цвета на спектъра на звездата, тъй като тя е теглена от орбитална планета, което е критична информация при откриването и потвърждаването на нови планети.
Напредване на още една граница е експериментът с телесната енергия на телескопа Хоби-Еберли (HETDEX). Създаден като първият голям експеримент, търсещ тайнствената сила, тласкаща разширяването на Вселената, HETDEX "ще ни каже какво представлява почти три четвърти от цялата материя и енергия във Вселената. Тя ще ни каже дали законите на гравитацията са правилни и ще разкрие нови подробности за Големия взрив, в който Вселената се е родила, " HETDEX уебсайт на проекта казва.
Ключова част от технологията за тъмно-енергийното търсене са спектрографите с видимо интегрално поле, репликируеми единици или VIRUS, набор от 156 спектрографа, монтирани заедно с телескопа и приемащи светлина чрез 35 000 оптични влакна, идващи от телескопа. С този пакет от идентични инструменти, споделящи телескопа, HET може да наблюдава няколко стотин галактики наведнъж, измервайки как светлината им се влияе от собствените им движения и разширяването на Вселената.
HETDEX ще прекара около три години, наблюдавайки минимум 1 милион галактики, за да създаде голяма карта, показваща скоростта на разширяване на Вселената през различни периоди от време. Всяка промяна в това колко бързо расте Вселената може да доведе до разлики в тъмната енергия.
Поддържане на небето тъмно
През 2019 г. Обсерваторията Макдоналд получи грант от Apache Corp., компания за проучване и производство на нефт и газ, за да насърчи осведомеността за стойността на тъмното небе като природен ресурс и като помощно средство за астрономическите изследвания. Подаръкът ще финансира образователни програми, информационни мероприятия и нов експонат в центъра за посетители на обсерваторията. Според обсерваторията обявление, Apache служи като модел за други предприятия в западен Тексас, като коригира и екранира светлините на своите сондажни площадки и свързаните с тях съоръжения.
Допълнителни ресурси:
- Гледай това видео въведение до обсерваторията Макдоналд.
- Следете всички най-нови новини и снимки от обсерваторията Макдоналд на организацията Страница във Facebook.
- Научете повече за обсерваторията Програма StarDate Radio.
Тази статия е актуализирана на 15 ноември 2019 г. от автора на Space.com Стив Фентрес.
