W. M. Keckin observatorio

Keckin observatorion instrumenttien spektroskooppiset ominaisuudet vuoden 2019 lopulla. Instrumenttimoodit näkyvät värikoodattuina laatikkoina, joissa on spektrinen resoluutio (erotuskyky) ja aallonpituuspeitto. Ei-spektroskooppisia (eli vain kuvantamiseen tarkoitettuja) instrumentteja ei ole esitetty.

MOSFIRE MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer for Infra-Red Exploration), kolmannen sukupolven instrumentti, toimitettiin Keck-observatorioon 8. helmikuuta 2012; ensimmäinen valo saatiin Kecks I -teleskoopilla 4. huhtikuuta 2012. Se on lähi-infrapuna-alueen (0,97-2,41 μm) monikohteispektrografinen laajakenttäkamera, jonka erityispiirteenä on kryogeeninen konfiguroitava rakoyksikkö (CSU, Configurable Slit Unit), joka voidaan konfiguroida uudelleen kaukosäätimellä alle kuudessa minuutissa ilman lämpösykliä. Palkit liikkuvat sisään kummaltakin puolelta muodostaen jopa 46 lyhyttä rakoa. Kun palkit poistetaan, MOSFIRE muuttuu laajakuvakameraksi. Sen ovat kehittäneet ryhmät Kalifornian yliopistosta Los Angelesissa (UCLA), Kalifornian teknologiainstituutista (Caltech) ja Kalifornian yliopistosta Santa Cruzissa (UCSC). Sen päätutkijat ovat Ian S. McLean (UCLA) ja Charles C. Steidel (Caltech), ja hanketta johti WMKO Instrument Program Manager Sean Adkins. MOSFIRE rahoitettiin osittain AURA:n ylläpitämästä ja National Science Foundationin rahoittamasta Telescope System Instrumentation Program (TSIP) -ohjelmasta sekä Gordon ja Betty Mooren WMKO:lle tekemästä yksityisestä lahjoituksesta. DEIMOS Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph pystyy keräämään spektrejä vähintään 130 galaksista yhdellä valotuksella. ”Mega Mask” -tilassa DEIMOS voi ottaa spektrejä yli 1 200 kohteesta kerralla käyttämällä erityistä kapeakaistasuodatinta. HIRES Suurin ja mekaanisesti monimutkaisin Keck-observatorion tärkeimmistä instrumenteista, High Resolution Echelle Spectrometer, hajottaa saapuvan valon sen värikomponentteihin mitatakseen kunkin tuhannen värikanavan tarkan intensiteetin. Sen spektriominaisuudet ovat johtaneet moniin läpimurtolöytöihin, kuten aurinkokuntamme ulkopuolisten planeettojen havaitsemiseen ja suoriin todisteisiin alkuräjähdysteorian mallista. Tällä laitteella on havaittu enemmän aurinkokunnan ulkopuolisia planeettoja kuin millään muulla laitteella maailmassa. Radiaalinopeuden tarkkuus on jopa yksi metri sekunnissa (1,0 m/s). Laitteen havaitsemisraja 1 AU:n etäisyydellä on 0,2 MJ. KCWI Keck Cosmic Web Imager on integraalinen kenttäspektrografi, joka toimii aallonpituuksilla 350-560 nm. LRIS Low Resolution Imaging Spectrograph (matalan resoluution kuvantamisspektrografi) on hämäräinstrumentti, joka pystyy ottamaan spektrejä ja kuvia maailmankaikkeuden kaukaisimmista tunnetuista kohteista. Laitteessa on punainen ja sininen varsi, joiden avulla voidaan tutkia kaukaisten galaksien tähtipopulaatioita, aktiivisia galaktisia ytimiä, galaktisia klustereita ja kvasaareja. LWS Keck I -teleskoopin pitkän aallonpituuden spektrometri on kuvantamis- ja ritilaspektrometri, joka toimii aallonpituusalueella 3-25 mikronia. NIRC:n tavoin LWS oli forward-CASS-laite, ja sitä käytettiin komeettojen, planeettojen ja ekstragalaktisten kohteiden tutkimiseen. LWS on nyt poistettu tieteellisistä havainnoista. NIRC Keck I -teleskoopin lähi-infrapunakamera on niin herkkä, että se pystyy havaitsemaan yhden kynttilän liekin Kuussa. Tämä herkkyys tekee siitä ihanteellisen galaksien muodostumisen ja evoluution erittäin syvällisiin tutkimuksiin, protogalaksien etsimiseen ja kvasaarien ympäristöjen kuvaamiseen. Sillä on tehty uraauurtavia tutkimuksia galaktisesta keskuksesta, ja sitä käytetään myös protoplanetaaristen kiekkojen ja suuren massan tähdenmuodostusalueiden tutkimiseen. NIRC poistui tieteellisistä havainnoista vuonna 2010. NIRC-2 Toisen sukupolven lähi-infrapunakamera toimii Keckin adaptiivisen optiikkajärjestelmän kanssa tuottaakseen korkeimman resoluution maanpäällisiä kuvia ja spektroskopiaa 1-5 mikrometrin (µm) alueella. Tyypillisiä ohjelmia ovat muun muassa Aurinkokunnan kappaleiden pintapiirteiden kartoittaminen, planeettojen etsiminen muiden tähtien ympäriltä ja kaukana sijaitsevien galaksien morfologian analysointi. NIRES Near-Infrared Echellette Spectrometer on spektrografi, joka kattaa samanaikaisesti aallonpituudet 0,94-2,45 mikronia. NIRSPEC Lähi-infrapunaspektrometri tutkii erittäin suuren punasiirtymän omaavia radiogalakseja, galaktisen keskuksen lähellä sijaitsevien tähtien liikkeitä ja tyyppejä, ruskeiden kääpiöiden luonnetta, pölyisten tähdenlentogalaksien ydinalueita, aktiivisia galaktisia ytimiä, tähtien välistä kemiaa, tähtien fysiikkaa ja aurinkokuntatiedettä. OSIRIS The OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph on lähi-infrapunaspektrografi, jota käytetään Keck I:n adaptiivisen optiikkajärjestelmän kanssa. OSIRIS ottaa spektrejä pienessä näkökentässä tuottaakseen sarjan kuvia eri aallonpituuksilla. Laitteen avulla tähtitieteilijät voivat jättää huomiotta aallonpituudet, joilla Maan ilmakehä loistaa kirkkaasti OH-molekyylien (hydroksyylimolekyylien) emissiosta johtuen, ja näin voidaan havaita 10 kertaa aiempaa heikompia kohteita. Alun perin Keck II -teleskooppiin asennettu OSIRIS siirrettiin tammikuussa 2012 Keck 1 -teleskooppiin. Keck-interferometri Interferometrin avulla molempien Keck-teleskooppien valo voitiin yhdistää 85 metrin (279 jalan) perusviivan lähi-infrapuna-alueen optiseksi interferometriksi. Pitkän perusviivan ansiosta interferometrin kulmatarkkuus oli 5 millikaarisekuntia (mas) 2,2 µm:ssä ja 24 mas 10 µm:ssä. Useiden taustalaitteiden ansiosta interferometri pystyi toimimaan useissa eri moodeissa, kuten H-, K- ja L-kaistan lähi-infrapuna-alueilla sekä nollausinterferometriassa. Vuoden 2012 puolivälistä lähtien Keck-interferometri on lakkautettu rahoituksen puutteen vuoksi. Laite on tällä hetkellä sammutettu, ja se voidaan ottaa uudelleen käyttöön, jos rahoitus sen sallii.

Kummassakin Keck-observatorion teleskoopissa on laserohjaustähden adaptiivinen optiikka, joka kompensoi ilmakehän turbulenssista johtuvaa epätarkkuutta. Laitteistoa, joka oli ensimmäinen suuressa teleskoopissa toimiva AO-järjestelmä, on päivitetty jatkuvasti valmiuksien laajentamiseksi.

Vasemmalla: Mauna Kean huippua pidetään yhtenä maailman tärkeimmistä tähtitieteellisistä havaintopaikoista. Keckin kaksoisteleskoopit kuuluvat suurimpiin tällä hetkellä käytössä oleviin optisiin/läheisen infrapunan instrumentteihin ympäri maailmaa.
Keskellä: Yötaivas ja Keckin observatorion adaptiivisen optiikan laser. Oikealla: W. M. Keckin observatorio auringonlaskun aikaan

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.