Observatoř Keck: Nej vědecky produktivnější dalekohledy

W.M. Keckova observatoř a jeho dva deset metrů široké teleskopy sedí vysoko na vrcholu Mauna Kea sopečná hora v Hawai'i. Tyto dvojité dalekohledy, které jsou citlivé na optické a infračervené světlo, patří mezi největší a nejproduktivnější přístroje na světě. Každou noc umožňují astronomům hledět na objekty tak blízko, jako jsou světy naší vlastní sluneční soustavy a tak daleko jako některé z prvních galaxií ve vesmíru.

Rychlá fakta: Keckova observatoř

W.M. Keckova observatoř používá špičkové nástroje k pozorování vesmíru, včetně těch, které mu pomáhají rozptylovat světlo od vzdálených objektů. Tyto spektrografy spolu s infračervenými kamerami udržují Keck v čele výzkumu astronomie. V posledních letech observatoř také nainstalovala systémy adaptivní optiky, které pomáhají svým zrcátkům kompenzovat pohyb atmosféry, která může rozmazat výhled. Tyto systémy používají lasery k vytváření „vodících hvězd“ vysoko na obloze.

Adaptivní optické lasery pomáhají měřit atmosférické pohyby a pak korigují turbulenci pomocí deformovatelného zrcadla, které mění tvar 2 000krát za sekundu. Dalekohled Keck II se stal prvním velkým dalekohledem na světě, který vyvinul a nainstaloval systém AO v roce 1988, a byl prvním, kdo v roce 2004 nasadil lasery. Systémy poskytly obrovské zlepšení jasnosti obrazu. Dnes mnoho jiných dalekohledů používá adaptivní optiku ke zlepšení svých názorů.

Více než 25 procent pozorování amerických astronomů se provádí na observatoři Keck a mnoho z nich se blíží a dokonce překonává výhled z Hubbleův vesmírný dalekohled (což pozoruje z vysoko nad zemskou atmosférou).

Observatoř Keck umožňuje divákům studovat objekty ve viditelném světle a poté za nimi do infračerveného záření. Tato široká škála pozorovacího „prostoru“ je to, co dělá Kecka tak vědecky produktivním. Otevírá astronomům řadu zajímavých předmětů, které nelze pozorovat ve viditelném světle.

Mezi nimi jsou oblasti narození hvězd podobné těm známým Mlhovina Orion a horké mladé hvězdy. Novorozené hvězdy nejenže září ve viditelném světle, ale také zahřívají mračna materiálu, který tvořil jejich „hnízda“. Keck může nahlédnout do hvězdné školky, aby viděl procesy narození hvězd. Její dalekohledy umožňovaly pozorování jedné takové hvězdy, která se jmenovala Gaia 17bpi, člen třídy horkých mladých hvězd nazývaných typy „FU Orionis“. Studie pomohla astronomům shromáždit více informací o těchto novorozených hvězdách stále skrytých v jejich zrocích. Ten má disk materiálu, který „padne“ do hvězdy a zapadá. To způsobí, že se hvězda rozzáří každou chvíli, i když roste.

Na druhém konci vesmíru byly Keckovy dalekohledy používány k pozorování extrémně vzdáleného oblaku plynu, který existoval krátce po narození vesmíru, asi před 13,8 miliardami let. Tato vzdálená shluk plynu není pouhým okem viditelný, ale astronomové to mohli najít pomocí speciálních nástrojů na dalekohledu, aby pozorovali velmi vzdálený kvasar. Jeho světlo zářilo mrakem a astronomové z dat zjistili, že mrak je tvořen nedotčeným vodíkem. To znamená, že existovala v době, kdy jiné hvězdy ještě „znečištěny“ nebyly prostorem svých těžších prvků. Je to pohled na podmínky zpět, když byl vesmír jen 1,5 miliardy let starý.

Další otázkou, na kterou chtějí astronomové používající Keck odpovědět, je „jak se vytvořily první galaxie?“ Od té doby tyto kojenecké galaxie jsou od nás velmi vzdálené a jsou součástí vzdáleného vesmíru a pozorují je obtížný. Za prvé, jsou velmi matné. Za druhé, jejich světlo bylo „nataženo“ expanzí vesmíru a podle nás se objevilo v infračerveném světle. Jejich porozumění nám však pomůže vidět jak se formovala naše vlastní Mléčná dráha. Keck dokáže pozorovat tyto vzdálené rané galaxie pomocí infračerveného senzoru. Mimo jiné mohou studovat světlo vyzařované horkými mladými hvězdami v těchto galaxiích (vyzařované v ultrafialovém záření), které je znovu emitováno oblaky plynu obklopující mladou galaxii. To dává astronomům nahlédnout do podmínek v těchto vzdálených hvězdných městech v době, kdy byli pouhými dětmi, a teprve začínají růst.

Historie observatoře sahá až do počátku 70. let. Tehdy se astronomové začali zabývat stavbou nové generace velkých pozemních dalekohledů s největšími zrcadly, které dokázali vytvořit. Skleněná zrcadla se však mohou pohybovat docela těžce a těžce. Vědci a inženýři chtěli, aby byli lehcí. Astronomové z Kalifornské univerzity a Lawrence Berkeley Labs pracovali na nových přístupech k vytváření flexibilních zrcadel. Přišli s možností, jak to udělat vytvořením segmentovaných zrcadel, která by mohla být nakloněna a „vyladěna“ tak, aby vytvořila jedno větší zrcadlo. První zrcadlo, zvané Keck I, začalo pozorovat oblohu v květnu 1993. Keck II byl otevřen v říjnu 1996. Tyto odrážející dalekohledy byly používány od té doby.

Od svého pozorování „prvního světla“ jsou oba dalekohledy součástí nejnovější generace dalekohledů, které využívají pokročilé technologie pro astronomická studia. V současné době je observatoř využívána nejen pro astronomická pozorování, ale také pro podporu vesmírných letových misí na planety, jako je Merkur, a nadcházející James Webb Space Telescope. Jeho dosah je nepřekonatelný žádným jiným současným velkým dalekohledem na planetě.

W.M. Observatoř Keck je řízena Kalifornskou asociací pro výzkum v astronomii (CARA), která zahrnuje spolupráci s Caltech a University of California. NASA je také součástí partnerství. W.M. Nadace Keck poskytla finanční prostředky na její výstavbu.

• Galerie obrázků: Keck. www.astro.ucsc.edu/about/image-galleries/keck/index.html.
• "Zprávy a události z IfA." Měření a nejistota, www.ifa.hawaii.edu/.
• "Tak vysoko nad světem." W. M. Keckova observatoř, www.keckobservatory.org/.