Обсерватория В. М. Кека - W. M. Keck Observatory

Обсерватория В. М. Кека

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 ″ с.ш. 155 ° 28′28 ″ з.д. / 19,8263 ° с.ш.155,47441 ° з.д. / 19.8263; -155.47441Координаты: 19 ° 49′35 ″ с.ш. 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 г.–1996  (Сентябрь 1985 г.–1996 )
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 кв.м.2 (820 кв. Футов)
Фокусное расстояние	17,5 м (57 футов 5 дюймов)
Монтаж	альтазимутальное крепление
Вложение	Сферический купол
Интернет сайт	www.keckobservatory.org
Расположение обсерватории В. М. Кека
Связанные СМИ на Викискладе?
[редактировать в Викиданных ]

В Обсерватория В. М. Кека это двухтелескоп астрономическая обсерватория на высоте 4145 метров (13600 футов) возле вершины Мауна-Кеа в Штат США из Гавайи. Оба телескопа имеют главные зеркала с апертурой 10 м (33 фута), и по завершении строительства в 1993 г. (Кек 1) и 1996 г. (Кек 2) были самые большие астрономические телескопы в мире. В настоящее время они занимают 3-е и 4-е место по величине.

Обзор

С концепцией, впервые предложенной в 1977 году, конструкторы телескопов из Калифорнийский университет в Беркли (Терри Маст) и Лаборатория Лоуренса Беркли (Джерри Нельсон ) разрабатывал технологию, необходимую для создания большого наземного телескопа.^[1] Имея в руках дизайн, начался поиск финансирования. В 1985 г. Говард Б. Кек из Фонд В. М. Кека выделила 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 Keck I начал научные наблюдения в мае 1993 года, в то время как первый свет для Keck II произошел 23 октября 1996 года.

Телескоп Keck II, показывающий сегментированный главное зеркало

Зеркала обсерватории Кека

Ключевым достижением, позволившим построить телескопы Кека, было использование активная оптика работать меньше зеркальные сегменты как единое непрерывное зеркало. 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 сделаны из Зеродур стеклокерамика немецкой компанией Schott AG.^[3] На телескопе каждый сегмент поддерживается системой активная оптика, в котором используются чрезвычайно жесткие опорные конструкции в сочетании с тремя приводами 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 раза. нанометры. 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 альтазимутальное крепление. В большинстве современных телескопов класса 8–10 м используются альтазимутальные конструкции из-за меньших требований к конструкции по сравнению с более старыми. экваториальные конструкции. Крепление Altszimuth 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 составляет более 300 тонн. Два предлагаемые конструкции для телескопов следующего поколения 30 и 40 м используется та же самая базовая технология, впервые примененная в обсерватории Кека: гексагональная зеркальная решетка в сочетании с альтазимутальным креплением.

У каждого из двух телескопов есть главное зеркало 10 метров (32,8 фута или 394 дюйма), что немного меньше, чем у телескопа. Gran Telescopio Canarias. Однако весь свет, собираемый главными зеркалами Keck (75,76 м²) направляется на вторичное зеркало и инструменты, по сравнению с основным зеркалом GTC, которое имеет эффективную площадь сбора света 73,4 м², или 2,36 м² (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 комплектом камеры и спектрометры 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 (с) (3) организация, в совет директоров которой входят представители Калтех и Калифорнийский университет. Строительство телескопов стало возможным благодаря частным грантам в размере более 140 миллионов долларов от Фонда В. М. Кека. В Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) присоединился к партнерству в октябре 1996 года, когда Кек II начал наблюдения.

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

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

Инструменты

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. Инструменты, не являющиеся спектроскопическими (т. Е. Только для получения изображений), не показаны.

МОСФИР

МОСФИР (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 г. Мультиобъект спектрограф Широкопольная камера для ближнего инфракрасного диапазона (от 0,97 до 2,41 мкм), ее особенностью является криогенный настраиваемый щелевой блок (CSU), который можно перенастраивать с помощью 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. Его разработали команды из Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA ), Калифорнийский технологический институт (Калтех ) и Калифорнийский университет в Санта-Крус, (UCSC). Его главные следователи - Ян С. Маклин (UCLA ) и Чарльз С. Стейдель (Калифорнийский технологический институт), а руководил проектом руководитель программы WMKO Instrument Шон Адкинс. 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

Множественные объекты глубоких внегалактических изображений Спектрограф способен собирать спектры от 130 и 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 Echelle высокого разрешения разделяет 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 Большой взрыв теория. Этот инструмент обнаружил больше внесолнечные планеты чем любой другой в мире. Точность радиальной скорости составляет до одного метра в секунду (1,0 м / с).^[7] Предел обнаружения прибора при 1 Австралия является 0.2 M_J.^[8]

KCWI

Keck Cosmic Web Imager - это спектрограф интегрального поля работает на длинах волн от 350 до 560 нм.

LRIS

Изображение с низким разрешением Спектрограф это прибор слабого света, способный снимать спектры и изображения самых далеких известных объектов во Вселенной. Инструмент оснащен красной и синей руками для исследования звездных популяций далеких галактик. активные галактические ядра, галактические скопления, и квазары.

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 обнаруживать эквивалент пламени одной свечи на телескопе. Луна. Такая чувствительность делает его идеальным для сверхглубоких исследований образования и эволюции галактик, поиска протогалактики и изображения окружающей среды квазара. Он предоставил новаторские исследования Галактического центра, а также используется для изучения протопланетные диски, и большой массой области звездообразования. 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 отображение элементов поверхности на Солнечная система тел, поиск планет вокруг других звезд и анализ морфологии удаленных галактик.

НИРЕС

Спектрометр Echellette в ближнем инфракрасном диапазоне - это спектрограф, который обеспечивает одновременный охват длин волн от 0,94 до 2,45. микроны.

NIRSPEC

Спектрометр ближнего инфракрасного диапазона изучает очень высокое красное смещение радиогалактики, движения и типы звезд, расположенных вблизи Галактический Центр, природа коричневые карлики, ядерные области пылевых галактик со вспышкой звездообразования, активные ядра галактик, межзвездный химия, звездный физика и наука о Солнечной системе.

ОСИРИС

Инфракрасный спектрограф с подавлением ОН - это спектрограф ближнего инфракрасного диапазона 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 OH (гидроксил ) молекул, 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 85-метровую (279 футов) базовую линию в ближнем инфракрасном диапазоне, оптический интерферометр. Эта длинная база дала интерферометру эффективную угловое разрешение из 5 миллисекунды дуги (мсек.) при 2,2 мкм и 24 мсек. на 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 обнуляющая интерферометрия. 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 Кека оснащены лазерная направляющая звезда адаптивная оптика, который компенсирует размытие из-за атмосферная турбулентность. Первая система АО, работающая на большом телескопе, оборудование постоянно модернизировалось для расширения возможностей.

Оставили: 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.
Середина: Ночное небо и лазер обсерватории Кека для адаптивной оптики. Правильно: Обсерватория В. М. Кека на закате

Смотрите также

Сравнение размеров основных зеркал

Рекомендации

внешняя ссылка

• Обсерватория В. М. Кека (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 "Нежный звездный дождь: история астрономии на Мауна-Кеа" Майкла Дж. Уэста. ISBN  0-931548-99-3.