Exploração espacial

Observatório Keck: Os telescópios mais cientificamente produtivos

Os telescópios gêmeos do Observatório Keck são os telescópios óticos e infravermelhos mais produtivos cientificamente do mundo. Cada telescópio pesa 300 toneladas e opera com precisão nanométrica.

Observatório WM Keck e seus dois telescópios de dez metros de largura estão no alto da montanha vulcânica Mauna Kea, no Havaí. Esses telescópios gêmeos, sensíveis à luz óptica e infravermelha, estão entre os maiores e mais produtivos instrumentos do mundo.

Todas as noites, eles permitem que os astrônomos observem objetos tão próximos quanto os mundos de nosso próprio sistema solar e tão distantes quanto algumas das galáxias mais antigas do cosmos.

Fatos Rápidos: Observatório Keck

  • O Observatório Keck tem dois espelhos de dez metros, cada um composto de 36 elementos de formato hexagonal que funcionam juntos como um único espelho. Cada espelho pesa 300 toneladas e é suportado por 270 toneladas de aço.
  • O volume de cada domo do telescópio é de mais de 700.000 pés cúbicos. As cúpulas são refrigeradas ao longo do dia e mantidas a temperaturas abaixo de zero ou congeladas para evitar a distorção dos espelhos pelo calor.
  • O Keck Observatory foi a primeira grande instalação a utilizar óticas adaptativas e estrelas guia de laser. Agora, ele usa quase uma dezena de instrumentos para visualizar e estudar o céu. Instrumentos futuros incluem um localizador de planetas e um mapeador cósmico.

Tecnologia de telescópios Keck

O Observatório WM Keck usa instrumentos de ponta para observar o universo, incluindo alguns que ajudam a dissecar a luz de objetos distantes. Esses espectrógrafos, junto com câmeras de infravermelho, mantêm a Keck na vanguarda da pesquisa em astronomia.

Nos últimos anos, o observatório também instalou sistemas óticos adaptativos que ajudam seus espelhos a compensar o movimento da atmosfera que pode ofuscar a vista. Esses sistemas usam lasers para criar “estrelas guia” no alto do céu.

Os lasers de óptica adaptativa ajudam a medir os movimentos atmosféricos e corrigem essa turbulência usando um espelho deformável que muda de forma 2.000 vezes por segundo.

O telescópio Keck II tornou-se o primeiro grande telescópio em todo o mundo a desenvolver e instalar um sistema AO em 1988 e foi o primeiro a implantar lasers em 2004.

Os sistemas proporcionaram uma enorme melhoria na clareza da imagem. Hoje, muitos outros telescópios usam ótica adaptativa para melhorar suas visões também.

Descobertas e Observações Keck

Mais de 25 por cento das observações feitas por astrônomos norte-americanos são feitas no Observatório Keck e muitas delas se aproximam e até superam a vista do Telescópio Espacial Hubble (que faz sua observação do alto da atmosfera da Terra).

O Observatório Keck permite que os espectadores estudem objetos na luz visível e depois no infravermelho. Essa ampla gama de observações “espaço” é o que torna Keck tão cientificamente produtivo. Ele abre um campo de objetos interessantes para os astrônomos que não podem ser observados na luz visível.

Entre eles estão as regiões de nascimento de estrelas similares à conhecida Nebulosa de Orion e estrelas jovens e quentes. Não apenas as estrelas recém-nascidas brilham na luz visível, mas aquecem as nuvens de material que formaram seus “ninhos”. Keck pode espiar o berçário estelar para ver os processos de nascimento da estrela.

Seus telescópios permitiram observações de uma dessas estrelas, chamada Gaia 17bpi, membro de uma classe de jovens estrelas quentes chamadas de “FU Orionis”.

O estudo ajudou os astrônomos a coletar mais informações sobre essas estrelas recém-nascidas ainda escondidas em suas nuvens de nascimento.

Este tem um disco de material que “cai” na estrela aos trancos e barrancos. Isso faz com que a estrela brilhe de vez em quando, mesmo quando está crescendo.

No outro extremo do universo, os telescópios Keck foram usados ​​para observar uma nuvem de gás extremamente distante que existia logo após o nascimento do universo, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás.

Esse aglomerado distante de gás não é visível a olho nu, mas os astrônomos poderiam encontrá-lo usando instrumentos especializados no telescópio para observar um quasar muito distante.

Sua luz brilhava através da nuvem e, a partir dos dados, os astrônomos descobriram que a nuvem era feita de hidrogênio puro. Isso significa que existia numa época em que outras estrelas ainda não haviam “poluído” o espaço com seus elementos mais pesados. É uma olhada nas condições em que o universo tinha apenas 1,5 bilhão de anos.

Outra questão que os astrônomos que usam o Keck querem responder é “como as primeiras galáxias se formaram?” Como essas galáxias infantis estão muito longe de nós e fazem parte do universo distante, observá-las é difícil.

Primeiro, eles são muito obscuros. Segundo, sua luz foi “esticada” pela expansão do universo e, para nós, aparece no infravermelho. No entanto, compreendê-los pode nos ajudar a ver como nossa própria Via Láctea se formou.

Keck pode observar aquelas galáxias antigas distantes com seus instrumentos sensíveis ao infravermelho. Entre outras coisas, eles podem estudar a luz emitida por jovens estrelas quentes nas galáxias (emitidas no ultravioleta), que são reemitidas por nuvens de gás que cercam a jovem galáxia.

Isso dá aos astrônomos uma visão sobre as condições nessas cidades estelares distantes, em uma época em que eram meros bebês, apenas começando a crescer.

História do Observatório Keck

A história do observatório remonta ao início dos anos 1970. Foi quando os astrônomos começaram a procurar construir uma nova geração de grandes telescópios terrestres com os maiores espelhos que poderiam criar.

No entanto, os espelhos de vidro podem ser bastante pesados ​​e pesados ​​para se mover. O que os cientistas e engenheiros desejavam era de peso leve.

Astrônomos envolvidos na Universidade da Califórnia e Lawrence Berkeley Labs estavam trabalhando em novas abordagens para a construção de espelhos flexíveis.

Eles criaram uma maneira de criar espelhos segmentados que poderiam ser inclinados e “afinados” para criar um espelho maior. O primeiro espelho, chamado Keck I, começou a observar os céus em maio de 1993. O Keck II foi inaugurado em outubro de 1996. Esses telescópios refletivos estão em uso desde então.

Desde a sua “primeira luz” observações, ambos os telescópios têm sido parte da última geração de telescópios que utilizam tecnologia avançada para estudos astronômicos.

Atualmente, o observatório é usado não apenas para observações astronômicas, mas também para apoiar missões de vôos espaciais em planetas como o Mercury e o próximo Telescópio Espacial James Webb. Seu alcance é inigualável por qualquer outro grande telescópio atual do planeta.

O Observatório WM Keck é gerenciado pela Associação da Califórnia para Pesquisa em Astronomia (CARA), que inclui cooperação com a Caltech e a Universidade da Califórnia. A NASA também faz parte da parceria. A Fundação WM Keck forneceu financiamento para sua construção.

 

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