Đài thiên văn Keck nằm trên đỉnh Mauna Kea trên Đảo Lớn của Hawaii.
(Ảnh: © NASA / JPL)
Các kính viễn vọng sinh đôi tại W.M. Đài quan sát Keck là kính viễn vọng quang học và hồng ngoại lớn nhất thế giới, theo trang web của đài thiên văn. Do kích thước và vị trí của kính thiên văn, chúng có nhu cầu cao trong số các nhà thiên văn học chuyên nghiệp. (Đài quan sát không mở cửa cho công chúng.) Keck đã tham gia vào một số khám phá đáng chú ý.
Đài quan sát nằm trên đỉnh Mauna Kea, một ngọn núi lửa không hoạt động ở Hawaii. Vì nằm rất gần xích đạo, Mauna Kea là một địa điểm quan sát thiên văn tuyệt vời.
"Ở giữa Thái Bình Dương, đảo Hawaii được bao quanh bởi hàng ngàn dặm biển nhiệt ổn định," Đài quan sát Keck đã viết trên website của mình. "Hội nghị thượng đỉnh Mauna Kea dài 13.796 feet không có dãy núi gần đó để làm rung chuyển bầu không khí phía trên. Rất ít ánh đèn thành phố làm ô nhiễm bầu trời đêm Hawaii, và trong phần lớn thời gian trong năm, bầu không khí trên Mauna Kea rất trong lành, yên tĩnh và khô ráo."
Cả hai kính viễn vọng, được đặt tên là Keck I và Keck II, có chiều dài 10 mét (32,8 feet). Các gương cho mỗi kính thiên văn được tạo thành từ 36 phân đoạn nhẹ hoạt động tương tự như một gương duy nhất. Các kính viễn vọng được đặt trong các vòm cách nhiệt 700.000 feet khối. Máy điều hòa khổng lồ chạy cả ngày để giữ nhiệt độ ở mức hoặc dưới mức đóng băng. Điều này giúp giảm sự biến dạng của thép và gương của kính viễn vọng, theo trang web Keck.
Lịch sử
Tài trợ cho các kính thiên văn đến từ một tổ chức từ thiện được gọi là W.M. Quỹ Keck. Các thực thể được tạo ra vào năm 1954 bởi William Myron Keck, người sáng lập Công ty Dầu mỏ Superior, theo trang web của tổ chức.
"Ông Keck đã hình dung ra một tổ chức từ thiện sẽ mang lại lợi ích sâu rộng cho nhân loại", tổ chức này cho biết. "Bằng cách thực hiện một cách tiếp cận táo bạo, sáng tạo để cấp phép, ông đã tạo ra một di sản mà nền tảng tự hào phát huy ngày nay."
Nhiệm vụ của tổ chức này bao gồm tài trợ cho khoa học, và vào năm 1985, họ đã cấp 70 triệu đô la (155 triệu đô la trong năm 2014) để xây dựng kính viễn vọng đầu tiên, Keck I. Trong quá trình xây dựng, 68 triệu đô la đã được sử dụng cho kính viễn vọng thứ hai, Keck II. Các kính viễn vọng bắt đầu công việc khoa học của họ vào năm 1993 và 1996, theo trang web Keck. [Liên quan: Đài thiên văn Keck: Hình ảnh vũ trụ từ Mauna Kea của Hawaii]
Kho vũ khí của các kính viễn vọng bao gồm một số bước sóng quang và một số khác cho tia hồng ngoại. Keck II chứa DEIMOS (Máy quang phổ đa đối tượng hình ảnh mở rộng sâu), có thể nhận thông tin quang phổ từ 1.200 đối tượng cùng một lúc. Keck I có HIRES (Máy quang phổ Echelle độ phân giải cao), có thể kiểm tra màu sắc của ánh sao.
Ví dụ về các thiết bị hồng ngoại bao gồm hệ thống quang học thích ứng laser (có sẵn với một số thiết bị nhất định trên cả hai kính thiên văn) và NIRSPEC của Keck II (Máy quang phổ hồng ngoại gần). Một số nghiên cứu khoa học của NIRSPEC bao gồm nhìn vào các thiên hà vô tuyến ở rất xa Trái đất (có nghĩa là chúng già hơn theo Lý thuyết Big Bang, nói rằng vũ trụ nảy sinh từ một điểm kỳ dị và đang mở rộng kể từ đó.) NIRSPEC cũng có thể được sử dụng để. tìm hiểu thêm về sao lùn nâu, những vật thể được coi là "ngôi sao thất bại" - những người khổng lồ khí khổng lồ không đủ lớn để bắt đầu phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Rạng rỡ hình ảnh sắc nét
Theo trang web của đài quan sát, kính thiên văn Keck II là thiết bị đầu tiên trên thế giới sử dụng hệ thống quang học thích ứng; Keck tôi sau đó đã có một cài đặt là tốt. Loại hệ thống này nhằm thay đổi hình dạng của gương để giải thích cho những thay đổi trong bầu khí quyển. Bầu khí quyển có thể làm mờ sự xuất hiện của các ngôi sao xa xôi, khiến các nhà thiên văn học khó có thể thực hiện các phép đo chính xác trừ khi chúng bay lên trên không trung. (Đây là một lý do mà các nhà khoa học thích sử dụng kính viễn vọng như Kính thiên văn vũ trụ Hubble hoặc Kính thiên văn vũ trụ Spitzer.)
Do bầu khí quyển thay đổi quá nhanh, kính thiên văn cũng cần thay đổi hình thức nhanh chóng. Cả hai kính viễn vọng có thể thay đổi gương của nó 2.000 lần mỗi giây, làm cho hình ảnh rõ hơn 10 lần so với khi không có hệ thống. Họ dựa vào tia laser để thực hiện các phép đo về cách thay đổi, đây là một cải tiến so với phương pháp cũ: sử dụng một ngôi sao sáng, điều này không dễ đạt được vì điều này chỉ có thể thực hiện được trong khoảng 1% bầu trời.
"Các nhà thiên văn học đã phát triển hệ thống quang học thích nghi sao laser bằng cách sử dụng tia laser chuyên dụng để kích thích các nguyên tử natri nằm trong tầng khí quyển cách Trái đất 90 km", đài quan sát cho biết. "Việc kích thích các nguyên tử trong các lớp natri tạo ra một 'ngôi sao' nhân tạo để đo các biến dạng khí quyển và cho phép quang học thích nghi tạo ra hình ảnh sắc nét của các thiên thể nằm gần bất kỳ nơi nào trên bầu trời."
Những khám phá đáng chú ý
Kính viễn vọng sinh đôi của Keck đã thực hiện một loạt các khám phá kể từ khi xây dựng xong.
Keck đã tham gia vào một số khám phá khác:
- Nó giúp đo kích thước của một thế giới xa xôi có kích thước tương đương sao Thiên Vương.
- Nó đã phát hiện ra bốn quasar (các thiên hà được cung cấp bởi các lỗ đen) trong một hệ thống duy nhất.
- Nó phát hiện ra rằng một thiên hà gần như hoàn toàn được tạo ra từ vật chất tối.
- Nó đã theo dõi hoạt động khí quyển thú vị trên mặt trăng núi lửa Io của sao Mộc, cũng như sao Hải Vương.
- Nó nhìn chằm chằm vào một ngôi sao với một mô hình sáng và mờ kỳ lạ; mặc dù sau đó được quy cho bụi, vào thời điểm đó, một số người đã gọi nó là một cơ sở hạ tầng ngoài hành tinh có thể.
[Liên quan: 10 khám phá không gian tuyệt vời của đài thiên văn Keck]
[Liên quan: Đài thiên văn Keck: Hình ảnh vũ trụ từ Mauna Kea của Hawaii]
Năm 1999, đài quan sát đã hỗ trợ một đài quan sát khác theo dõi quá trình ngoại hành tinh đầu tiên xuyên qua ngôi sao mẹ của nó. Điều này xảy ra sau khi Keck thực hiện các phép đo của ngôi sao HD 209458 và lưu ý rằng ngôi sao dường như chao đảo, như thể có một hành tinh thay đổi chuyển động của nó. Sau đó, nhóm khoa học đã yêu cầu các nhà thiên văn học khác tại Đài thiên văn Fairborn được tài trợ ở Arizona để theo dõi quá cảnh trên khuôn mặt của ngôi sao, xảy ra như họ dự đoán.
Một khám phá khác là tìm ra cách các ngôi sao di chuyển trong thiên hà Andromeda, một thiên hà nổi bật cách Trái đất 2,5 triệu năm ánh sáng, khiến nó trở thành một nước láng giềng rất gần. Điều này rất quan trọng vì nó giúp các nhà thiên văn học hiểu được thiên hà này rộng lớn như thế nào.
Keck cũng tham gia vào một dự án nghiên cứu liên quan đến một số kính viễn vọng, nhìn vào siêu tân tinh (vụ nổ sao) trên khắp vũ trụ. Mục đích là sử dụng chúng để tính toán vũ trụ đang giãn nở nhanh như thế nào. Kết quả cho thấy vũ trụ đang thực sự tăng tốc khi nó phát triển, có lẽ được đẩy theo "năng lượng tối" - một khái niệm ít được hiểu có thể (cùng với vật chất tối) tạo nên phần lớn vũ trụ. [Liên quan: 10 khám phá không gian tuyệt vời của đài thiên văn Keck]
Vào năm 2015, Keck đã giúp theo dõi thứ được gọi là thiên hà xa xôi nhất từng được tìm thấy - EGSY8p7, cách Trái đất khoảng 13,2 tỷ năm ánh sáng. Khoảng cách cực xa của nó có nghĩa là thiên hà có niên đại chỉ sau 600 triệu năm sau Vụ nổ lớn tạo ra vũ trụ. Kiểm tra các thiên hà như vậy giúp các nhà thiên văn học tìm hiểu thêm về lịch sử của vũ trụ, đặc biệt là vũ trụ cổ đại. Năm sau, các nhà thiên văn học tiết lộ công việc ban đầu từ việc kiểm tra các thiên hà có từ cuối thời kỳ đen tối, đề cập đến thời điểm ánh sáng không thể xuyên qua sự mờ đục của vũ trụ.
Tài nguyên bổ sung
- W.M. Đài thiên văn Keck
- W.M. Quỹ Keck
