热搜
您的位置:首页 >> 旅游

文字凯克天文台20周年纪念日

2019年03月14日 栏目:旅游

尽管凯斯 马修斯(KeithMatthews)名垂史册,他只是像其他人一样进行着他的任务。1993年3月16日,在近海平面上14000英尺高

尽管凯斯 马修斯(KeithMatthews)名垂史册,他只是像其他人一样进行着他的任务。1993年3月16日,在近海平面上14000英尺高的夏威夷莫纳克亚山上,他在W.M凯克天文台安装了全新的10米望远镜。制做配备了简称为NIRC的近红外镜头的望远镜的马修斯,将运用世界上的的望远镜进行科学观测。

物理、数学以及天文学部门的主席汤姆 索易夫(TomSoifer),在3月7日,为庆祝纪念日的讨论会上提到,把这些早的观测仪器称为 天文学伟大的事件之一 , 20年来的探索是辉煌卓越的20年 。

在早期首次的观测实验中,望远镜还需要官方授意,并没有尽量充分利用。但是马修斯 现在加州理工学院的首席仪器科学家看到了望远镜能够被利用到做些什么。他回忆道, 幸运的是,它立刻就能运作了。

这个天文台是在经历了十多年的计划、设计以及建造后的结果,地由凯克基金赞助融资(台望远镜价值7000万美元),并有着前沿的技术使它的诞生成为可能。但是当马修斯观测到颗星星,在屏幕上明亮闪耀时,他并没有觉得有很多值得狂喜的理由。他说,太忙碌,连兴奋都没有察觉;而当他加入1979年的望远镜设计队伍时,他认为这些观测只是长路中的前几步,并且是一个10年中的先锋队。在1985年,加州理工成为天文台的正式合伙人,加入了加利福尼亚大学和夏威夷大学。(NASA是在1996年加入的)

马修斯很高兴一切都顺利。但是,他说,在整个制作天文望远镜和器材的过程中,现实是他总有一些其他事需要关注和做好。在罕见的几天内,他独自观测天文,九个晚上大约只是睡了4个小时。他每天,睡在9000英尺高的天文台上,并且要在炙热的烈阳下开车去顶峰。山峰的高度使得工作更加累人。

但还存在着其他无法避免的问题。比如,杜瓦瓶 放置红外望远镜并保持其合适低温的容器泄露了液态氦。从用橡胶粘合到用甘油,马修斯用尽了各种办法尝试控制泄露。但电脑仍是崩溃,监控器一个个地都白屏了。 那可真是有趣。所有的电脑都白屏了,就好像有一屋子的牌 他回忆道。

他找到办法暂时地控制泄露,电脑能再启动了。观察运行显示,即使是在天文望远镜被充分利用之前,已经能够取得帕洛玛天文台中的200英寸的海尔望远镜更高的分辨率,能代替这台据称是1948年来世界上强大的天文望远镜。于是1996年,第二台同样的凯克望远镜诞生了。

这20年来,凯克望远镜无可争议地成为了天文学领域内杰出的、可生产的观测仪器,帮助科学家们了解自大爆炸以来,宇宙如何逐步形成、星系如何组成、以及行星怎样诞生。这两台胞兄望远镜,凯克I型和凯克II型,帮助人们研究组成大部分宇宙的谜一般、不可见的暗物质,以及暗能量 推动宇宙分离的宇宙力量。这两台望远镜可以让我们窥探到其他星系,看到我们所在的太阳系的起源。加州理工学院的理查德 爱丽丝(RichardEllis)在上周的讨论会上描述到凯克望远镜如何超越了他们的期待, 天文学家可不像政客,他们投入了比预期更多的努力。

讨论会强调了凯克天文台中的天文望远镜的价值,这是对其他望远镜的一个补足。 凯克是在与其他天文望远镜的合作使用中的基础仪器。 爱丽丝说道。比如说,他使用凯克和哈勃望远镜以及斯皮策望远镜探索了未曾探索过的一些远的的星系,揭示了大爆炸后约10亿年的一段粗略了解到的宇宙历史。在凯克望远镜的帮助下,加州理工学院的天文学家和NuSTAR(核分光望远镜阵列,测探高能量X射线的太空望远镜)计划的的主要调查员,菲欧娜 哈瑞森(FionaHarrison),发现了宇宙中心的巨大黑洞会放射明亮的光线。她说,这些光可能是因为小行星被黑洞吞噬时所发出的。

即使NASA的开普勒太空望远镜对于观测行星的确是有着变革意义的伟大,像凯克这样作为基石的望远镜在观测中仍然不可或缺地要用于证实和描述行星的特征。比如说,加州理工学院的约翰 强生(JohnJohnson)曾运用凯克望远镜描绘了他称是银河系的典型的行星系统的特征。他分析估计了在银河系中至少约有1000亿颗行星。加州理工的麦克 布朗(MikeBrown)也利用了凯克测量了木星的卫星欧罗巴的光谱,发现了其 次表层海洋 会向它的冻结的表层上冒泡。

离开凯克的技术进步,这些探索发现将不可能实现。构造一个像凯克一样如此巨大的太空望远镜,且仅用单片镜头,实在是太过昂贵,也无法设计。因此取而代之的是36个六角形的镜片组成了一台凯克望远镜的主镜头,总光圈达到10米。在此之前没人尝试过利用组合镜片。凯克望远镜诞生时,Ellis当时还在剑桥大学。他在讨论会上回忆道,

文字凯克天文台20周年纪念日

我们看到这个计划时完全不敢相信。说句实话,组合镜片天文望远镜的想法简直疯狂。

困难之一,是打磨这些镜片。因为球形镜片是旋转对称的,打磨相对容易。但是因为凯克的组合镜片是一堆抛物线型镜片,每块镜片都不对称,打磨成型几乎是不可能的。如何解决?将镜片制成球形,当打磨时,镜片再回火至初的不规则形。

这台望远镜都可以适应代替一系列过去20年间被不断升级、替代的器材,加州理工学院成为在这些器材中的领头羊,包括NIRC和NIRC2,以及MOSFIRE 去年新安装的光谱仪。马修斯也是NIRC2的引领者,在MOSFIRE的设计中有着重大的地位。他现在正致力于新的器材研制 名为NIRES的红外光谱仪。

随着技术发展,天文望远镜变得越来越大型、功能越发强大。凯克终将被替代 30米望远镜(加州理工也参与设计),但至少是再10年后的事。同时,凯克也将保持他世界上的天文望远镜的地位。加州理工的朱迪斯 科恩(JudithCohen)在讨论会上的发言中指出,即便30米望远镜诞生之后,凯克仍是有用的设备 就像帕洛玛天文台在建造后的60年仍多产一样。在过去20年,凯克在帮助天文学家探索宇宙的进程中起了巨大的作用,而那作用还远没有停止发挥。