맥도날드 천문대 : 암흑 에너지 검색

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맥도날드 천문대의 대형 망원경 돔. 왼쪽 위의 Hobby-Eberly Telescope 돔은 Fowlkes 산 꼭대기에 있습니다. 전경에서 Otto Struve Telescope의 돔은 왼쪽에 있고 Harlan J. Smith 망원경은 오른쪽에 있으며 Locke 꼭대기에 있습니다.

(이미지 : © McDonald Observatory)

맥도날드 천문대 (McDonald Observatory)는 80 년 이상 연구 및 교육에 큰 기여를해온 텍사스 기반 천문 사이트입니다.

텍사스 주 오스틴에있는 텍사스 대학교에서 관리하는 맥도날드 천문대는 텍사스 서부 데이비스 산맥의 일부인 로크 산과 파울 케스 산의 해발 2,070 미터 높이에 망원경이 여러 개 있습니다. 킬로미터) 오스틴 서쪽. 맥도날드는 "미국 대륙의 모든 전문 천문대에서 가장 어두운 밤하늘을 즐긴다"고 말했다. 보도 자료 천문대 80 주년을 위해 발행되었습니다.

McDonald는 세계에서 가장 큰 광학 망원경 중 하나 인 Hobby-Eberly Telescope의 본거지로 11 미터 (36 피트) 너비의 거울이 있습니다.

방문객 센터는 경내 및 대형 망원경의 주간 투어, 주간 태양 광 관측, 야외 원형 극장의 황혼 프로그램 및 망원경을 볼 수있는 야간 별 파티를 제공합니다.

천문대는 전국의 300 개 이상의 라디오 방송국에서 운영되는 일일 StarDate 프로그램으로도 유명합니다.

전망대의 선물

텍사스 대학교의 리젠트는 1926 년에 사망 한 텍사스의 뱅커 인 윌리엄 존슨 맥도날드의 의지를 열었을 때 놀랐습니다. 그는 천문대를 세우기 위해 대학에 많은 재산을 남겼습니다. . 텍사스 주립 역사 협회 (Texas State Historical Association)에 따르면, 법원 소송 절차가 완료된 후 약 850,000 달러 (오늘날 1,100 만 달러 상당)를 이용할 수있었습니다.

협회는“맥도날드는 전망대가 일기 예보를 개선하여 농민들의 작업 계획을 세우는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

그러나 맥도날드의 소망이 현실이되기 전에 극복해야 할 두 가지 주요 과제가있었습니다. 첫째, 돈은 전망대를 짓기에 충분했지만 그것을 운영하기에는 충분하지 않았기 때문에 대학은 더 많은 자금을 조달해야했습니다. 둘째, 당시 텍사스 대학교에는 교수진에 천문학자가 없었기 때문에 우주 전문가 팀을 모집해야했습니다.

운 좋게도 시카고 대학교에는 예르 케스 천문대 (Yerkes Observatory)에 대학교의 굴절 망원경 외에 사용할 다른 망원경을 찾고있는 천문학 자들이있었습니다. 그래서 두 대학의 사장들은 계약을 맺었습니다. 텍사스 대학교는 새로운 전망대를 짓고 시카고 대학교는 전문가들을 운영 할 것입니다.

맥도날드 천문대에서 망원경

맥도날드의 첫 번째 주요 망원경 (나중에 관측소의 첫 감독의 이름을 따서 오토 스 트루 브 망원경으로 명명)은 1939 년에 완성되었으며 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 메인 미러의 가로 길이는 82 인치 (2.08 미터)입니다. Struve Telescope의 주요 목적 중 하나는 별과 다른 천체에서 나오는 정확한 빛의 색상을 분석하여 화학 성분, 온도 및 기타 특성을 결정하는 것이 었습니다. 이를 위해 망원경은 다른 방에서 일련의 거울을 통해 빛을 분광기 (구성 요소 색상으로 분리하는 기기)로 보내도록 설계되었습니다. 이를 위해서는 망원경을 워너 앤 스와 지 (Warner & Swasey) 회사가 설계하고 제작 한 이상한 모양의 축과 카운터 웨이트에 장착해야했습니다. "강철 장착 및 검은 색 반 개방형 프레임 워크를 갖춘 Struve는 단순한 과학 도구가 아니라 예술 작품입니다." 천문대의 웹 사이트는 말합니다.

Struve Telescope는 천문학 자들이 토성의 위성 타이탄에서 대기의 첫 증거를 수집하는 데 도움이되었습니다. Struve 자신의 도움을받은 Gerard Kuiper는 1944 년에 태양계의 가장 큰 위성을 조사하면서 실마리를 발견했습니다. Kuiper는 천체 물리 저널.

1956 년 시카고 대학의 요청에 따라 36 인치 (0.9m) 거울이있는 반사 망원경이 맥도날드 사이트에 추가되었습니다. Struve Telescope 돔의 현지 채석 된 암석과 남은 금속으로 만든 돔에 보관 된이 악기는 주로 별의 밝기 변화를 측정하도록 설계되었습니다. 이제는 전문적인 연구에 쓸모가 없지만 정기적으로 특별 공개 밤에 사용됩니다.

NASA가 우주선 미션을 준비하기 위해 다른 행성을 조사하기 위해 2.7 인치 (2.7 인치)의 주 거울을 가진 할란 제이 스미스 망원경이 만들어졌다. 1968 년 최초의 빛을 보았을 때 세계에서 세 번째로 큰 망원경이었습니다.

1969 년부터 1985 년까지 스미스 망원경은 아폴로 우주 비행사들이 달에 남겨둔 특수 반사 거울에 레이저 광을 조준하는 데 사용되었습니다. 반사 된 빛이 지구로 되돌아 오는 데 필요한 시간을 측정하면 천문학자는 달의 거리를 1.2 인치 (3 센티미터)의 정확도까지 측정 할 수 있습니다. 이러한 측정은 지구의 회전 속도, 달의 구성, 달 궤도의 장기 변화 및 중력 자체의 행동 (알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측 된 작은 영향 포함)에 대한 우리의 이해에 기여합니다.

스미스 망원경이 만들어 졌을 때, 주된 석영 거울의 중앙에 원형 구멍이 잘려서 망원경 뒷면의 기기로 빛이 통과 할 수있었습니다. 컷 아웃 쿼츠 디스크는 다른 망원경을 위해 30 인치 (0.8m)의 새로운 거울로 만들어졌습니다. 1970 년에 지어졌으며 0.8 미터 망원경으로 알려진이 장비는 매우 넓은 시야를 제공합니다.

맥도날드 최대 망원경

오늘날 맥도날드의 거인은 로크 산의 원래 돔 클러스터에서 약 1.3km 떨어진 인근 Fowlkes 산의 HET (Hobby-Eberly Telescope)입니다. HET는 오스틴, 펜실베이니아 주립 대학 및 두 개의 독일 대학 인 Ludwig-Maximilians-Universität München과 Georg-August-Universität Göttingen의 텍사스 대학교 공동 프로젝트입니다.

1997 년에 헌정 된 HET는 클래식 Struve 기기와 놀라운 기술적 대조를 이룹니다. HET의 주 거울은 유리 또는 석영의 한 조각이 아니라 너비가 11m (36 피트) 인 벌집 모양의 반사 영역을 만드는 91 개의 개별적으로 제어되는 육각형 세그먼트 배열입니다. 메인 돔 옆에 버섯 모양의 탑에는 거울 부분을 겨냥하여 정렬을 테스트하고 조정하는 레이저가 포함되어 있습니다.

HET의 또 다른 주목할만한 특징은 망원경이 나침반 방향을 가리 키도록 회전 할 수 있지만 하늘에서 다른 높이를 가리 키도록 위나 아래로 기울일 수는 없다는 것입니다. 대신 메인 미러는 수평선 위 55도를 가리키는 고정 된 각도로지지됩니다. 정밀하게 제어 된 추적 지원은 집광 장치를 주 거울 위의 다양한 위치로 이동 시키므로 하늘의 약간 다른 부분을 조준하는 효과가 있습니다. 이 독특하고 간결한 디자인 덕분에 HET를 기존 망원경보다 훨씬 적은 비용으로 구축 할 수 있었으며, 그 위치에서 보이는 하늘의 70 %에 여전히 접근 할 수있었습니다.

HET는 주로 우주 물체의 움직임을 측정하고, 은하까지의 거리를 결정하고, 빅뱅 이후 우주의 역사를 발견하는 것과 같은 현재의 연구 분야에서 핵심적인 방법 인 분광학을 위해 설계되었습니다.

거주 가능한 행성과 암흑 에너지

2017 년 HET는 rededicated 4 천만 달러 업그레이드 후. 추적 시스템은 더 많은 주 거울을 사용하고 더 넓은 시야를 가진 새로운 장치로 교체되었습니다. 그리고 새로운 감지 도구가 만들어졌습니다.

새로운 도구 중 하나는 국립 표준 기술 연구소 (National Institute of Standards and Technology)와 함께 구축 된 HPF (Habitable Zone Planet Finder)입니다. HPF는 근처의 시원한 붉은 왜성에서 나오는 적외선을 연구하도록 최적화되어 있습니다. 발표 전망대에서. 이 별들은 수명이 길며 행성 주위를 공전하는 일정한 에너지를 제공 할 수 있습니다. HPF는 궤도 행성에 의해 잡아 당겨지는 별의 스펙트럼 색상의 미묘한 변화에 의해 측정 된 별의 방사형 속도의 정확한 측정을 가능하게합니다. 이것은 새로운 행성의 발견과 확인에 중요한 정보입니다.

또 다른 국경을 개척하는 것은 HETDEX (Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment)입니다. 중력의 법칙이 올바른지 알려주고 우주가 태어난 빅뱅에 대한 새로운 세부 사항을 밝혀 줄 것입니다. " 히트덱스 프로젝트 웹 사이트 말한다.

암흑 에너지 검색을위한 핵심 기술은 망원경과 함께 장착되고 망원경에서 나오는 35,000 개의 광섬유를 통해 빛을받는 156 개의 분광기 인 Visible Integral-Field Replicable Unit Spectrographs (VIRUS)입니다. 망원경을 공유하는이 동일한 도구 패키지를 통해 HET는 한 번에 수백 개의 은하를 관측하여 자신의 움직임과 우주의 팽창에 의해 빛이 어떻게 영향을 받는지 측정 할 수 있습니다.

HETDEX는 다른 기간 동안 우주의 팽창률을 보여주는 큰지도를 만들기 위해 최소 1 백만 개의 은하를 관찰하는 데 약 3 년을 소비 할 것입니다. 우주가 얼마나 빨리 자라는 지 변화하면 암흑 에너지의 차이가 생길 수 있습니다.

하늘을 어둡게 유지

2019 년 맥도날드 천문대는 석유 및 가스 탐사 및 생산 회사 인 Apache Corp.의 지원을 받아 천연 하늘 자원과 천문학 연구의 도움으로 어두운 하늘의 가치에 대한 인식을 제고했습니다. 이 선물은 전망대 방문자 센터에서 교육 프로그램, 봉사 활동 행사 및 새로운 전시회에 자금을 지원할 것입니다. 천문대에 따르면 발표Apache는 시추 장소 및 관련 시설의 조명을 조정하고 차폐함으로써 텍사스 서부의 다른 비즈니스를위한 모델로 사용되었습니다.

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