Observatório do Monte Wilson -Mount Wilson Observatory

Observatório do Monte Wilson
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Olhando para baixo no topo do Monte Wilson, incluindo o histórico telescópio Hooker de 100" (centro), o telescópio de 60" (centro à esquerda) e a matriz CHARA
Organização
código do observatório 672 Edite isso no Wikidata
Localização Monte Wilson , Califórnia, EUA
Coordenadas 34°13′30″N 118°03′26″W / 34,22503°N 118,05719°W / 34.22503; -118.05719 Coordenadas: 34°13′30″N 118°03′26″W / 34,22503°N 118,05719°W / 34.22503; -118.05719
Altitude 1.742 metros (5.715 pés)Edite isso no Wikidata
Local na rede Internet www.mtwilson.edu _ _ Edite isso no Wikidata
telescópios
telescópio de 60 polegadas refletor de 1,5 metros
telescópio hooker refletor de 2,5 metros
Interferômetro Espacial Infravermelho 3 refletores de 65 polegadas (~1,65 metros)
matriz CHARA 6 refletores de 40 polegadas (~1,02 metros)
Mount Wilson Observatory está localizado nos Estados Unidos
Observatório do Monte Wilson
Localização do Observatório do Monte Wilson
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O Mount Wilson Observatory ( MWO ) é um observatório astronômico no Condado de Los Angeles, Califórnia , Estados Unidos. O MWO está localizado no Monte Wilson , um pico de 1.740 metros (5.710 pés) nas montanhas de San Gabriel perto de Pasadena , a nordeste de Los Angeles.

O observatório contém dois telescópios historicamente importantes: o telescópio Hooker de 100 polegadas (2,5 m) , que foi o telescópio de maior abertura do mundo desde sua conclusão em 1917 a 1949, e o telescópio de 60 polegadas , que foi o maior telescópio operacional do mundo. mundo quando foi concluído em 1908. Ele também contém o telescópio solar Snow concluído em 1905, a torre solar de 60 pés (18 m) concluída em 1908, a torre solar de 150 pés (46 m) concluída em 1912 e a matriz CHARA , construído pela Georgia State University, que se tornou totalmente operacional em 2004 e foi o maior interferômetro óptico do mundo em sua conclusão.

Devido à camada de inversão que retém o ar quente e a poluição sobre Los Angeles, o Monte Wilson tem ar mais estável do que qualquer outro local na América do Norte, tornando-o ideal para astronomia e, em particular, para interferometria . A crescente poluição luminosa devido ao crescimento da grande Los Angeles limitou a capacidade do observatório de se envolver na astronomia do espaço profundo, mas continua sendo um centro produtivo, com o CHARA Array continuando importantes pesquisas estelares.

Os esforços iniciais para montar um telescópio no Monte Wilson ocorreram na década de 1880 por um dos fundadores da University of Southern California , Edward Falles Spence , mas ele morreu sem terminar o esforço de financiamento. O observatório foi concebido e fundado por George Ellery Hale , que já havia construído o telescópio de 1 metro no Observatório Yerkes , então o maior telescópio do mundo. O Mount Wilson Solar Observatory foi financiado pela Carnegie Institution of Washington em 1904, alugando o terreno dos proprietários do Mount Wilson Hotel em 1904. Entre as condições do arrendamento estava a permissão de acesso público.

telescópios solares

Na base da Torre Solar de 150 pés.

Existem três telescópios solares no Mount Wilson Observatory. Hoje, apenas um desses telescópios, a Torre Solar de 60 pés, ainda é usado para pesquisas solares.

Telescópio Solar de Neve

O Snow Solar Telescope foi o primeiro telescópio instalado no incipiente Mount Wilson Solar Observatory. Foi o primeiro telescópio solar montado permanentemente no mundo. Os telescópios solares anteriormente eram portáteis para que pudessem ser levados a eclipses solares em todo o mundo. O telescópio foi doado ao Observatório Yerkes por Helen Snow, de Chicago. George Ellery Hale, então diretor da Yerkes, trouxe o telescópio para Mount Wilson para colocá-lo em serviço como um instrumento científico adequado. Seu espelho primário de 24 polegadas (61 cm) com distância focal de 60 pés (18 m), acoplado a um espectrógrafo, fez um trabalho inovador no espectro de manchas solares, deslocamento doppler do disco solar em rotação e imagens solares diárias em vários comprimentos de onda. . A pesquisa estelar logo se seguiu, pois as estrelas mais brilhantes podiam ter seus espectros registrados com exposições muito longas em placas de vidro. Hoje, o telescópio solar Snow é usado principalmente por estudantes de graduação que recebem treinamento prático em física solar e espectroscopia. Também foi usado publicamente para o trânsito de Mercúrio em 9 de maio de 2016 ao longo da face do sol.

Topo da torre solar contendo os espelhos

Torre Solar de 60 pés

A Torre Solar de 60 pés (18 m) logo foi construída sobre o trabalho iniciado no telescópio Snow. Na sua conclusão em 1908, o projeto da torre vertical do telescópio solar de distância focal de 60 pés permitiu uma resolução muito maior da imagem solar e do espectro do que o telescópio Snow poderia alcançar. A maior resolução veio de situar a ótica mais acima do solo, evitando assim a distorção causada pelo aquecimento do solo pelo sol. Em 25 de junho de 1908, Hale registraria a divisão de Zeeman no espectro de uma mancha solar, mostrando pela primeira vez que existiam campos magnéticos em algum lugar além da Terra. Uma descoberta posterior foi a polaridade invertida nas manchas solares do novo ciclo solar de 1912. O sucesso da Torre de 60 pés levou Hale a buscar outro telescópio de torre mais alto. Na década de 1960, Robert Leighton descobriu que o sol tinha uma oscilação de 5 minutos e o campo da heliosismologia nasceu. A torre de 60 pés é operada pelo Departamento de Física e Astronomia da University of Southern California .

Torre Solar de 150 pés

A torre solar de distância focal de 150 pés (46 m) expandiu o design da torre solar com seu design de torre em uma torre. (A torre tem na verdade 176 pés (54 m) de altura.) Uma torre interna suporta a ótica acima, enquanto uma torre externa, que envolve completamente a torre interna, suporta a cúpula e os pisos ao redor da ótica. Este projeto permitiu o isolamento completo da ótica do efeito do vento balançando a torre. Dois espelhos fornecem luz solar a uma lente de 12 polegadas (30 cm) que focaliza a luz no andar térreo. Foi concluído pela primeira vez em 1910, mas a ótica insatisfatória causou um atraso de dois anos antes que uma lente dupla adequada fosse instalada. A pesquisa incluiu rotação solar, polaridades de manchas solares, desenhos diários de manchas solares e muitos estudos de campo magnético. O telescópio solar seria o maior do mundo por 50 anos até que o telescópio solar McMath-Pierce fosse concluído em Kitt Peak , no Arizona, em 1962. Em 1985, a UCLA assumiu a operação da torre solar dos Observatórios Carnegie depois que foi decidido interromper o financiamento o observatório.

telescópio de 60 polegadas

O telescópio de 60 polegadas (1,5 m) no Monte Wilson

Para o telescópio de 60 polegadas, George Ellery Hale recebeu o espelho em branco de 60 polegadas (1,5 m), fundido por Saint-Gobain na França, em 1896 como um presente de seu pai, William Hale. Era um disco de vidro com 19 cm de espessura e pesando 860 kg. No entanto, não foi até 1904 que Hale recebeu financiamento da Carnegie Institution para construir um observatório. A moagem começou em 1905 e levou dois anos. A montagem e a estrutura do telescópio foram construídas em São Francisco e mal sobreviveram ao terremoto de 1906 . Transportar as peças até o topo do Monte Wilson foi uma tarefa enorme. A primeira luz foi em 8 de dezembro de 1908. Era, na época, o maior telescópio operacional do mundo. O Leviatã de Parsonstown de Lord Rosse , um telescópio de 72 polegadas (1,8 metros) construído em 1845, estava, na década de 1890, fora de serviço.

Embora um pouco menor que o Leviatã, o de 60 polegadas tinha muitas vantagens, incluindo um local muito melhor, um espelho de vidro em vez de espéculo de metal e uma montagem de precisão que podia rastrear com precisão qualquer direção no céu, então o de 60 polegadas era um grande avançar.

Telescópio de cinco pés sobe a montanha
Cúpula de aço do telescópio de 60 polegadas em 1909

O telescópio de 60 polegadas é um telescópio refletor construído para configurações newtonianas , cassegrain e coudé . Atualmente é usado na configuração Cassegrain dobrada. Tornou-se um dos telescópios mais produtivos e bem-sucedidos da história astronômica. Seu design e poder de coleta de luz permitiram o pioneirismo da análise espectroscópica , medições de paralaxe , fotografia de nebulosas e fotografia fotométrica . Embora superado em tamanho pelo telescópio Hooker de 100 polegadas nove anos depois, o telescópio de 60 polegadas permaneceu um dos maiores em uso por décadas.

Em 1992, o telescópio de 60 polegadas foi equipado com um sistema de óptica adaptativa inicial , o Atmospheric Compensation Experiment (ACE). O sistema de 69 canais melhorou o poder de resolução potencial do telescópio de 0,5 a 1,0 segundos de arco para 0,07 segundos de arco. O ACE foi desenvolvido pela DARPA para o sistema de Iniciativa de Defesa Estratégica , e a National Science Foundation financiou a conversão civil.

Hoje, o telescópio é usado para divulgação pública. É o segundo maior telescópio do mundo dedicado ao público em geral. Oculares de 10 cm feitas sob medida são ajustadas ao seu foco usando a configuração de cassegrain dobrado para fornecer visões da Lua, objetos planetários e do céu profundo. Os grupos podem reservar o telescópio para uma noite de observação.

Telescópio Hooker de 100 polegadas

O telescópio Hooker de 100 polegadas no Monte Wilson mudou fundamentalmente a visão científica do Universo
Caixa do telescópio Hooker

O telescópio Hooker de 100 polegadas (2,5 m) localizado no Mount Wilson Observatory , Califórnia, foi concluído em 1917 e foi o maior telescópio do mundo de 1917 a 1949. É um dos telescópios mais famosos da astronomia observacional do século XX. Foi usado por Edwin Hubble para fazer observações com as quais produziu dois resultados fundamentais que mudaram a visão científica do Universo. Usando observações feitas em 1922–1923, Hubble foi capaz de provar que o Universo se estende além da Via Láctea e que várias nebulosas estavam a milhões de anos-luz de distância. Ele então mostrou que o universo estava se expandindo .

Descobertas feitas com o telescópio Hooker de 100 polegadas:
Ano Descrição
1923 Edwin Hubble prova conclusivamente que a nebulosa de Andrômeda é externa à Via Láctea
1929 Hubble e Milton Humason confirmam que o Universo está se expandindo, medem sua taxa de expansão e medem o tamanho do Universo conhecido
década de 1930 Fritz Zwicky encontra evidências de matéria escura
1938 Seth Nickolson encontra dois satélites de Júpiter , referidos como #10 e #11 .
década de 1940 As observações de Walter Baade levaram à distinção de populações estelares e à descoberta de dois tipos diferentes de estrelas variáveis ​​Cefeidas , que dobram o tamanho do universo conhecido previamente calculado por Hubble

Construção

O espelho do telescópio Hooker subindo a Mount Wilson Toll Road em um caminhão Mack em 1917.

Assim que o projeto do telescópio de sessenta polegadas estava em andamento, Hale imediatamente começou a criar um telescópio maior. John D. Hooker forneceu um financiamento crucial de $ 45.000 para a compra e retificação do espelho, enquanto Andrew Carnegie forneceu fundos para completar o telescópio e a cúpula. A fábrica Saint-Gobain foi novamente escolhida para lançar um blank em 1906, que foi concluído em 1908. Após consideráveis ​​problemas com o blank (e possíveis substituições), o telescópio Hooker foi concluído e viu a "primeira luz" em 2 de novembro de 1917. Assim como no telescópio de sessenta polegadas, os rolamentos são auxiliados pelo uso de flutuadores de mercúrio para suportar o peso de 100 toneladas do telescópio.

Em 1919, o telescópio Hooker foi equipado com um acessório especial, um interferômetro astronômico óptico de 6 metros desenvolvido por Albert A. Michelson , muito maior do que aquele que ele havia usado para medir os satélites de Júpiter. Michelson foi capaz de usar o equipamento para determinar o diâmetro preciso de estrelas, como Betelgeuse , a primeira vez que o tamanho de uma estrela foi medido. Henry Norris Russell desenvolveu seu sistema de classificação estelar baseado em observações usando o Hooker.

Em 1935, o revestimento de prata usado desde 1917 no espelho Hooker foi substituído por um revestimento de alumínio mais moderno e duradouro que refletia 50% mais luz do que o revestimento de prata mais antigo. O novo método de revestimento para os espelhos do telescópio foi testado pela primeira vez no antigo espelho de 1,5 metros.

Trabalhadores montando o eixo polar do telescópio Hooker

Edwin Hubble realizou muitos cálculos críticos do trabalho no telescópio Hooker. Em 1923, Hubble descobriu a primeira variável Cefeida na nebulosa espiral de Andrômeda usando o telescópio de 2,5 metros. Essa descoberta permitiu que ele calculasse a distância até a nebulosa espiral de Andrômeda e mostrasse que na verdade era uma galáxia fora da nossa própria Via Láctea . Hubble, auxiliado por Milton L. Humason , observou a magnitude do desvio para o vermelho em muitas galáxias e publicou um artigo em 1929 que mostrava que o universo está se expandindo.

O reinado de três décadas do Hooker como o maior telescópio chegou ao fim quando o consórcio Caltech -Carnegie completou seu telescópio Hale de 200 polegadas (5,1 m) no Observatório Palomar , 144 km ao sul, no condado de San Diego, Califórnia . O telescópio Hale viu a primeira luz em janeiro de 1949.

Na década de 1980, o foco da pesquisa em astronomia se voltou para a observação do espaço profundo, que exigia céus mais escuros do que os encontrados na área de Los Angeles, devido ao problema cada vez maior da poluição luminosa . Em 1989, a Carnegie Institution , que administrava o observatório, o entregou ao Mount Wilson Institute, sem fins lucrativos. Naquela época, o telescópio de 2,5 metros foi desativado, mas foi reiniciado em 1992 e em 1995 foi equipado com um sistema de óptica adaptativa de luz visível e, posteriormente, em 1997, hospedou o UnISIS, sistema de óptica adaptativa de estrela guia a laser.

Como o uso do telescópio para trabalhos científicos diminuiu novamente, foi tomada a decisão de convertê-lo para uso em observação visual. Devido à posição elevada do foco Cassegrain acima do piso de observação, um sistema de espelhos e lentes foi desenvolvido para permitir a visualização de uma posição na parte inferior do tubo do telescópio. Com a conversão concluída em 2014, o telescópio de 2,5 metros começou sua nova vida como o maior telescópio do mundo dedicado ao uso público. A observação programada regularmente começou com a temporada de observação de 2015.

O telescópio tem um poder de resolução de 0,05 segundo de arco .

Interferometria

A interferometria astronômica tem uma história rica em Mount Wilson. Nada menos que sete interferômetros foram localizados aqui. A razão para isso é que o ar extremamente estável sobre o Monte Wilson é adequado para interferometria, o uso de múltiplos pontos de visualização para aumentar a resolução o suficiente para permitir a medição direta de detalhes como diâmetros de estrelas.

Interferômetro Estelar de 20 pés

O primeiro desses interferômetros foi o interferômetro estelar de 20 pés. Em 1919, o telescópio Hooker de 100 polegadas foi equipado com um acessório especial, um interferômetro astronômico óptico de 20 pés desenvolvido por Albert A. Michelson e Francis G. Pease. Foi anexado ao final do telescópio de 100 polegadas e usou o telescópio como uma plataforma de orientação para manter o alinhamento com as estrelas que estão sendo estudadas. Em dezembro de 1920, Michelson e Pease foram capazes de usar o equipamento para determinar o diâmetro preciso de uma estrela, a gigante vermelha Betelgeuse, a primeira vez que o tamanho angular de uma estrela foi medido. No ano seguinte, Michelson e Pease mediram os diâmetros de mais 6 gigantes vermelhas antes de atingir o limite de resolução do interferômetro de feixe de 20 pés.

Interferômetro Estelar de 50 pés

Para expandir o trabalho do interferômetro de 20 pés, Pease, Michelson e George E. Hale projetaram um interferômetro de 50 pés que foi instalado no Mount Wilson Observatory em 1929. Ele mediu com sucesso o diâmetro de Betelgeuse, mas, além de beta Andromedae, não conseguiu medir nenhuma estrela ainda não medida pelo interferômetro de 20 pés.

A interferometria óptica atingiu o limite da tecnologia disponível e levou cerca de trinta anos para que a computação mais rápida, detectores eletrônicos e lasers tornassem possíveis interferômetros maiores novamente.

Interferômetro Espacial Infravermelho

O Infrared Spatial Interferometer (ISI), administrado por um braço da Universidade da Califórnia, em Berkeley , é um conjunto de três telescópios de 1,65 metros operando no infravermelho médio. Os telescópios são totalmente móveis e seu local atual no Monte Wilson permite posicionamentos de até 70 metros de distância, dando a resolução de um telescópio desse diâmetro. Os sinais são convertidos em freqüências de rádio através de circuitos heteródinos e então combinados eletronicamente usando técnicas copiadas da radioastronomia . A linha de base mais longa, de 70 metros, fornece uma resolução de 0,003 segundos de arco em um comprimento de onda de 11 micrômetros. Em 9 de julho de 2003, o ISI registrou as primeiras medições de síntese de abertura da fase de fechamento no infravermelho médio.

Um dos seis telescópios da matriz CHARA

matriz CHARA

O Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA), construído e operado pela Georgia State University , é um interferômetro formado por seis telescópios de 1 metro dispostos ao longo de três eixos com uma separação máxima de 330 m. Os feixes de luz viajam por tubos de vácuo e são retardados e combinados opticamente, exigindo um edifício de 100 metros de comprimento com espelhos móveis em carrinhos para manter a luz em fase conforme a rotação da Terra. O CHARA começou o uso científico em 2002 e "operações de rotina" no início de 2004. No infravermelho, a imagem integrada pode resolver até 0,0005 segundos de arco. Seis telescópios estão em uso regular para observações científicas e, desde o final de 2005, os resultados de imagem são adquiridos rotineiramente. A matriz capturou a primeira imagem da superfície de uma estrela da sequência principal diferente do Sol publicada no início de 2007.

Outros telescópios

Um telescópio de 61 cm equipado com um detector infravermelho adquirido de um empreiteiro militar foi usado por Eric Becklin em 1966 para determinar o centro da Via Láctea pela primeira vez.

Em 1968, Gerry Neugebauer e Robert B. Leighton realizaram o primeiro levantamento de grande área no infravermelho próximo (2,2 µm) do céu, usando um prato refletor de 157 cm que eles construíram no início dos anos 1960. Conhecido como Caltech Infrared Telescope , ele operava em um modo de varredura de deriva não guiada usando uma fotomultiplicadora de sulfeto de chumbo (II) (PbS) lida em gráficos de papel. O telescópio está agora em exibição no Udvar-Hazy Center , parte do Smithsonian Air and Space Museum .

História

O telescópio solar Snow (1906)
  • Cartas ao Observatório Mount Wilson são o tema de uma exposição permanente no Museu de Tecnologia Jurássica em Los Angeles, Califórnia . Uma pequena sala é dedicada a uma coleção de cartas e teorias incomuns recebidas pelo observatório por volta de 1915–1935. Essas cartas também foram coletadas no livro No One May Ever Have the Same Knowledge Again: Letters to Mt. Wilson Observatory 1915–1935 ( ISBN  0-9647215-0-3 ).
  • O monumento histórico foi ameaçado durante os incêndios florestais de agosto de 2009 na Califórnia .
  • O poeta inglês Alfred Noyes esteve presente para a "primeira luz" do telescópio Hooker em 2 de novembro de 1917. Noyes usou esta noite como cenário para a abertura de Watchers of the Sky, o primeiro volume de sua trilogia The Torchbearers , um épico poema sobre a história da ciência. De acordo com seu relato da noite, o primeiro objeto visto no telescópio foi Júpiter, e o próprio Noyes foi o primeiro a ver uma das luas do planeta pelo telescópio.
  • Em setembro de 2020, o observatório foi evacuado devido ao Incêndio Bobcat . As chamas se aproximaram a 500 pés (150 m) do observatório em 15 de setembro, mas o observatório foi declarado seguro em 19 de setembro.

Na cultura popular

O observatório foi o cenário principal de "Nothing Behind the Door", o primeiro episódio da série de rádio Quiet, Please, que foi ao ar originalmente em 8 de junho de 1947.

O observatório foi um local de filmagem em um episódio com tema espacial de Check It Out! com o Dr. Steve Brule .

Veja também

Referências

links externos