Het Keck-observatorium bevindt zich bovenop Mauna Kea op het grote eiland van Hawaï.
(Afbeelding: © NASA / JPL)
De dubbele telescopen van het W.M. Keck Observatory zijn volgens de website van het observatorium de grootste optische en infraroodtelescopen ter wereld. Vanwege de grootte en locatie van de telescopen zijn ze erg in trek bij professionele astronomen. (Het observatorium is niet toegankelijk voor het publiek.) Keck heeft deelgenomen aan verschillende opmerkelijke ontdekkingen.
Het observatorium bevindt zich bovenop Mauna Kea, een slapende vulkaan op Hawaï. Omdat het zo dicht bij de evenaar ligt, is Mauna Kea een uitstekende astronomische observatieplaats.
"In het midden van de Stille Oceaan is het eiland Hawaï omgeven door duizenden kilometers thermisch stabiele zeeën", schreef het Keck Observatorium op zijn website. "De 13.796 meter hoge Mauna Kea-top heeft geen nabijgelegen bergketens om de hogere atmosfeer te laten zweven. Er zijn maar weinig stadslichten die de Hawaiiaanse nachthemel vervuilen, en het grootste deel van het jaar is de atmosfeer boven Mauna Kea helder, kalm en droog."
Beide telescopen, genaamd Keck I en Keck II, zijn 10 meter (32,8 voet) breed. De spiegels voor elke telescoop zijn gemaakt van 36 lichtgewicht segmenten die op dezelfde manier samenwerken als een enkele spiegel. De telescopen zijn ondergebracht in geïsoleerde koepels van 700.000 kubieke voet. Gigantische airconditioners werken de hele dag om de temperatuur op of onder het vriespunt te houden. Dit helpt de vervorming van het staal en de spiegels van de telescopen te verminderen, volgens de Keck-website.
Geschiedenis
De financiering voor de telescopen komt van een filantropische organisatie die bekend staat als de W.M. Stichting Keck. De entiteit is in 1954 opgericht door William Myron Keck, die de Superior Oil Company oprichtte, volgens de website van de stichting.
'De heer Keck had een filantropische instelling voor ogen die de mensheid vergaande voordelen zou opleveren', aldus de stichting. "Door een gedurfde, creatieve benadering te hanteren bij het maken van subsidies, creëerde hij een erfenis die de stichting vandaag met trots hooghoudt."
Het mandaat van de stichting omvat het financieren van wetenschap en in 1985 heeft zij 70 miljoen dollar (155 miljoen dollar in 2014 dollar) toegekend om de eerste telescoop, Keck I, te bouwen. Tijdens de bouw kwam 68 miljoen dollar binnen voor de tweede telescoop, Keck II. De telescopen begonnen hun wetenschappelijke werk in respectievelijk 1993 en 1996, volgens de Keck-website. [Verwante: Keck Observatory: kosmische foto's van Hawaii's Mauna Kea]
Het arsenaal aan instrumenten van de telescoop omvat verschillende voor optische golflengten en andere voor infrarood. Keck II herbergt DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph), die spectrale informatie van 1200 objecten tegelijkertijd kan oppikken. Keck I heeft HIRES (Echelle Spectrometer met hoge resolutie), die de kleuren van sterrenlicht kan onderzoeken.
Voorbeelden van infraroodinstrumenten zijn het laseradaptieve optische systeem (beschikbaar met bepaalde instrumenten op beide telescopen) en Keck II's NIRSPEC (The Near Infrared Spectrometer). Sommige wetenschappelijke onderzoeken van NIRSPEC omvatten het kijken naar radiostelsels die ver van de aarde verwijderd zijn (wat betekent dat ze ouder zijn volgens de Big Bang Theory, die zegt dat het universum is ontstaan uit een singulariteit en zich sindsdien uitbreidt.) NIRSPEC kan ook worden gebruikt om lees meer over bruine dwergen, objecten die worden beschouwd als "mislukte sterren" - enorme gasreuzen die niet groot genoeg zijn om kernfusie te starten.
Stralende scherpe beelden
Volgens de website van het observatorium is de Keck II-telescoop de eerste ter wereld die een adaptief optisch systeem gebruikt; Keck Ik had er later ook een geïnstalleerd. Dit type systeem is bedoeld om de vorm van de spiegel te veranderen om rekening te houden met veranderingen in de atmosfeer. De atmosfeer kan het uiterlijk van verre sterren vertroebelen, waardoor het voor astronomen moeilijk wordt om nauwkeurige metingen te doen tenzij ze boven de lucht uitstijgen. (Dit is een reden waarom wetenschappers graag telescopen gebruiken zoals de Hubble-ruimtetelescoop of de Spitzer-ruimtetelescoop.)
Omdat de atmosfeer zo snel verandert, moeten de telescopen ook snel van vorm veranderen. Beide telescopen kunnen de spiegel 2000 keer per seconde veranderen, waardoor de beelden 10 keer duidelijker zijn dan zonder het systeem. Ze vertrouwen op een laser om te meten hoe ze moeten veranderen, wat een verbetering is ten opzichte van de oude methode: het gebruik van een heldere ster, wat niet gemakkelijk te bereiken is, omdat dit slechts mogelijk is in ongeveer 1 procent van de lucht.
"Astronomen ontwikkelden lasergeleidende ster-adaptieve optica met behulp van een speciale laser om natriumatomen op te wekken die in een atmosferische laag zitten, 90 kilometer boven de aarde", aldus het observatorium. "Het opwekken van de atomen in de natriumlagen creëert een kunstmatige 'ster' voor het meten van atmosferische vervormingen en zorgt ervoor dat adaptieve optica scherpe beelden kan produceren van hemellichamen die bijna overal in de lucht zijn geplaatst."
Opmerkelijke ontdekkingen
De dubbele telescopen van Keck hebben sinds de bouw een heleboel ontdekkingen gedaan.
Keck heeft deelgenomen aan verschillende andere ontdekkingen:
- Het hielp bij het meten van de grootte van een verre wereld die ongeveer zo groot is als Uranus.
- Het ontdekte vier quasars (sterrenstelsels aangedreven door zwarte gaten) in één systeem.
- Het bleek dat een melkwegstelsel bijna geheel uit donkere materie bestaat.
- Het spoorde interessante atmosferische activiteit op op Jupiter's vulkanische maan Io, evenals op Neptunus.
- Het tuurde naar een ster met een vreemd patroon van opheldering en verduistering; hoewel later toegeschreven aan stof, noemden sommige mensen het destijds een mogelijke buitenaardse megastructuur.
[Verwante: 10 verbazingwekkende ontdekkingen in de ruimte door het Keck-observatorium]
[Zie ook: Keck Observatory: Cosmic Photos from Hawaii's Mauna Kea]
In 1999 assisteerde het observatorium een ander observatorium bij het kijken naar de eerste exoplaneetpassage over zijn moederster. Dit gebeurde nadat Keck metingen deed van ster HD 209458 en merkte op dat de ster leek te wiebelen, alsof er een planeet was die zijn bewegingen veranderde. Het wetenschapsteam vroeg vervolgens andere astronomen van het privaat gefinancierde Fairborn Observatory in Arizona om te kijken of er een doorgang over het gezicht van de ster was, wat gebeurde zoals ze hadden voorspeld.
Een andere ontdekking was het uitzoeken hoe sterren bewegen in de Andromeda-melkweg, een prominente melkweg op 2,5 miljoen lichtjaar van de aarde, waardoor het een heel nabije buur is. Dit was belangrijk omdat het astronomen hielp begrijpen hoe immens dit sterrenstelsel is.
Keck nam ook deel aan een onderzoeksproject met verschillende telescopen, waarbij gekeken werd naar supernova's (sterexplosies) in het hele universum. Het doel was om ze te gebruiken om te berekenen hoe snel het universum uitdijt. De resultaten toonden aan dat het heelal in feite aan het versnellen is naarmate het groeit, misschien voortgeduwd door "donkere energie" - een weinig begrepen concept dat (samen met donkere materie) het grootste deel van het heelal kan uitmaken. [Verwante: 10 verbazingwekkende ontdekkingen in de ruimte door het Keck-observatorium]
In 2015 hielp Keck met het opsporen van wat toen het verste melkwegstelsel werd genoemd: EGSY8p7, ongeveer 13,2 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd. Door zijn extreme afstand dateert het sterrenstelsel slechts 600 miljoen jaar na de oerknal die het universum heeft geschapen. Door dergelijke sterrenstelsels te onderzoeken, leren astronomen meer over de geschiedenis van het heelal, vooral het oude heelal. Het volgende jaar onthulden astronomen vroeg werk van het onderzoeken van sterrenstelsels die dateren uit het einde van de donkere middeleeuwen, verwijzend naar een tijd waarin licht de ondoorzichtigheid van het universum niet kon doordringen.
Extra middelen
- W.M. Keck-observatorium
- W.M. Stichting Keck
