Observatoire Keck: les télescopes les plus scientifiquement productifs

Observatoire Keck: les télescopes les plus scientifiquement productifs

Le W.M. L'observatoire de Keck et ses deux télescopes de dix mètres de large sont perchés au sommet de la montagne volcanique du Mauna Kea à Hawaii. Ces télescopes jumeaux, sensibles à la lumière optique et infrarouge, comptent parmi les instruments les plus grands et les plus productifs au monde. Chaque nuit, ils permettent aux astronomes de scruter des objets aussi proches que les mondes de notre propre système solaire et aussi loin que certaines des premières galaxies du cosmos.

Faits saillants: Observatoire Keck

  • L'Observatoire Keck possède deux miroirs de dix mètres, chacun composé de 36 éléments de forme hexagonale qui fonctionnent ensemble comme un seul miroir. Chaque miroir pèse 300 tonnes et est soutenu par 270 tonnes d'acier.
  • Le volume de chaque dôme de télescope est supérieur à 700 000 pieds cubes. Les dômes sont réfrigérés tout au long de la journée et maintenus à des températures inférieures à 0 ° C pour éviter toute déformation des miroirs due à la chaleur.
  • L'observatoire de Keck a été le premier établissement majeur à utiliser l'optique adaptative et les étoiles guides laser. Il utilise maintenant près d'une douzaine d'instruments pour visualiser et étudier le ciel. Les instruments futurs incluent un chercheur de planète et un mappeur cosmique.

Technologie des télescopes Keck

Le W.M. L'Observatoire Keck utilise des instruments de pointe pour observer l'univers, notamment pour l'aider à disséquer la lumière d'objets distants. Ces spectrographes, ainsi que les caméras infrarouges, permettent à Keck de rester à la pointe de la recherche en astronomie. Au cours des dernières années, l'observatoire a également installé des systèmes d'optique adaptative permettant à ses miroirs de compenser les mouvements de l'atmosphère pouvant gommer la vue. Ces systèmes utilisent des lasers pour créer des "étoiles guides" très haut dans le ciel.

Étoile guide laser en cours de propagation depuis le télescope Keck II. Ceci est utilisé pour aider à "clarifier" la vue du télescope en utilisant l'optique adaptative. Observatoire Keck

Les lasers à optique adaptative aident à mesurer les mouvements atmosphériques puis à corriger cette turbulence à l'aide d'un miroir déformable qui change de forme 2 000 fois par seconde. Le télescope Keck II est devenu le premier grand télescope au monde à développer et installer un système AO en 1988 et le premier à déployer des lasers en 2004. Ces systèmes ont permis d'améliorer considérablement la clarté de l'image. Aujourd'hui, de nombreux autres télescopes utilisent l'optique adaptative pour améliorer leur vision.

Le Keck 1 miroir. Il mesure 10 mètres et est composé de 36 segments. Observatoire W. M. Keck

Keck découvertes et observations

Plus de 25% des observations faites par les astronomes américains sont effectuées à l'observatoire de Keck et nombre d'entre elles s'approchent et même surpassent la vue depuis le télescope spatial Hubble (qui l'observe depuis le haut de l'atmosphère terrestre).

Keck Observatory permet aux spectateurs d'étudier des objets à la lumière visible, puis au-delà, dans l'infrarouge. Ce large éventail d'observations "d'espace" est ce qui rend Keck si scientifiquement productif. Il ouvre aux astronomes un domaine d'objets intéressants qui ne peuvent être observés à la lumière visible.

Parmi celles-ci se trouvent des régions de naissance étoilée similaires à la nébuleuse familière d’Orion et aux jeunes étoiles chaudes. Non seulement les étoiles naissantes brillent à la lumière visible, mais elles réchauffent les nuages ​​de matériaux qui ont formé leurs "nids". Keck peut regarder dans la pépinière stellaire pour voir les processus de l'accouchement. Ses télescopes permettaient d'observer l'une de ces étoiles, Gaia 17bpi, qui appartenait à une classe de jeunes stars très chaudes dénommées "FU Orionis". L'étude a aidé les astronomes à rassembler plus d'informations sur ces étoiles nouveau-nées encore cachées dans leurs nuages ​​de naissance. Celui-ci a un disque de matériel qui "tombe" dans l'étoile dans des crises et des débuts. Cela fait que l'étoile s'illumine de temps en temps, même si elle grandit.

Le concept artistique d’une jeune star éclatante comme celle de Keck. Il est toujours enfoui dans son nuage de gaz et de poussière, qui tourne avec lui. De temps en temps, le matériau est canalisé sur l'étoile via ses champs magnétiques. Cela éclaire temporairement l'étoile. IAPC

À l'autre bout de l'univers, les télescopes Keck ont ​​été utilisés pour observer un nuage de gaz extrêmement lointain qui existait peu de temps après la naissance de l'univers, il y a 13,8 milliards d'années. Cet amas de gaz lointain n'est pas visible à l'œil nu, mais les astronomes pourraient le trouver en utilisant des instruments spécialisés du télescope pour observer un quasar très lointain. Sa lumière brillait à travers le nuage et, d'après les données, les astronomes ont découvert que le nuage était fait d'hydrogène vierge. Cela signifie que cela existait à une époque où les autres étoiles n'avaient pas encore "pollué" l'espace avec leurs éléments les plus lourds. C'est un regard sur les conditions à l'époque où l'univers n'avait que 1,5 milliard d'années.

Cette simulation des galaxies et des gaz dans l'univers primitif aide les astronomes utilisant Keck à étudier les nuages ​​de gaz lointains qui existaient dans l'univers très ancien et lointain. Collaboration TNG

Une autre question à laquelle les astronomes utilisant Keck veulent répondre est "comment se sont formées les premières galaxies?" Puisque ces galaxies infantiles sont très loin de nous et font partie de l'univers lointain, il est difficile de les observer. Premièrement, ils sont très faibles. Deuxièmement, leur lumière a été "étirée" par l'expansion de l'univers et nous apparaît dans l'infrarouge. Cependant, les comprendre peut nous aider à voir comment notre propre Voie Lactée s'est formée. Keck peut observer ces galaxies anciennes lointaines avec ses instruments sensibles à l'infrarouge. Ils peuvent entre autres étudier la lumière émise par les jeunes étoiles chaudes dans ces galaxies (émises dans l’ultraviolet), qui est réémise par les nuages ​​de gaz entourant la jeune galaxie. Cela donne aux astronomes un aperçu des conditions qui prévalent dans ces villes stellaires lointaines à une époque où ils n'étaient que de tout-petits et commençaient juste à grandir.

Histoire de l'observatoire Keck

L’histoire de l’observatoire remonte au début des années 1970. C'est à ce moment que les astronomes ont commencé à envisager de construire une nouvelle génération de grands télescopes au sol dotés des plus grands miroirs qu'ils pourraient créer. Cependant, les miroirs en verre peuvent être assez lourds et lourds à déplacer. Ce que les scientifiques et les ingénieurs voulaient, c'était des poids légers. Les astronomes impliqués à l'Université de Californie et Lawrence Berkeley Labs travaillaient sur de nouvelles approches pour la construction de miroirs flexibles. Ils ont trouvé un moyen de le faire en créant des miroirs segmentés qui pourraient être orientés et «ajustés» pour créer un plus grand miroir. Le premier miroir, appelé Keck I, a commencé à observer le ciel en mai 1993. Keck II a ouvert ses portes en octobre 1996. Ces télescopes à réflecteur sont utilisés depuis.

Depuis leurs premières observations, les deux télescopes font partie de la dernière génération de télescopes utilisant une technologie de pointe pour les études astronomiques. Actuellement, l'observatoire est utilisé non seulement pour les observations astronomiques, mais également pour soutenir les missions de vol spatial sur des planètes telles que Mercury et le futur télescope spatial James Webb. Sa portée est inégalée par aucun autre grand télescope actuel sur la planète.

Le W.M. Keck Observatory est géré par l'Association californienne de recherche en astronomie (CARA), qui prévoit une coopération avec Caltech et l'Université de Californie. La NASA fait également partie du partenariat. Le W.M. La Fondation Keck a fourni des fonds pour sa construction.

Sources

  • Galerie d'images: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
  • "Actualités et événements de l'IfA." Mesure et incertitude, www.ifa.hawaii.edu/.
  • «Au-dessus du monde, si haut.» Observatoire W.M. Keck, www.keckobservatory.org/.