Телескоп Хейла - Hale Telescope

О меньшем телескопе Хейла на горе Вильсон см. 60-дюймовый телескоп Хейла
Телескоп Хейла
P200 Dome Open.jpg
Названный в честьДжордж Эллери Хейл  Отредактируйте это в Викиданных
ЧастьПаломарская обсерватория  Отредактируйте это в Викиданных
Местоположение (а)Калифорния
Координаты33 ° 21′23 ″ с.ш. 116 ° 51′54 ″ з.д. / 33,35631 ° с.ш.116,86489 ° з.д. / 33.35631; -116.86489Координаты: 33 ° 21′23 ″ с.ш. 116 ° 51′54 ″ з.д. / 33,35631 ° с.ш.116,86489 ° з.д. / 33.35631; -116.86489 Отредактируйте это в Викиданных
Высота1,713 м (5,620 футов) Отредактируйте это в Викиданных
Построен1936 Отредактируйте это в Викиданных–1948 Отредактируйте это в Викиданных (1936 Отредактируйте это в Викиданных–1948 Отредактируйте это в Викиданных) Отредактируйте это в Викиданных
Первый свет26 января 1949 года, 10:06 вечера Тихоокеанское стандартное время
ОбнаруженныйКалибан, Сикоракс, Юпитер LI, Алькор Б
Стиль телескопаоптический телескоп
отражающий телескоп  Отредактируйте это в Викиданных
Диаметр200 дюймов (5,1 м) Отредактируйте это в Викиданных
Место сбора31000 кв. Дюймов (20 м2) Отредактируйте это в Викиданных
Фокусное расстояние16,76 м (55 футов 0 дюймов) Отредактируйте это в Викиданных
Монтажэкваториальная гора  Отредактируйте это в Викиданных Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтwww.astro.caltech.edu/ palomar/о/ телескопы/ hale.html Отредактируйте это в Викиданных
Телескоп Хейла находится в США.
Телескоп Хейла
Расположение телескопа Хейла
Страница общин Связанные СМИ на Викискладе?
[редактировать в Викиданных ]

В Телескоп Хейла 200 дюймов (5,1 м), ж/3.3 отражающий телескоп на Паломарская обсерватория в Округ Сан-Диего, Калифорния, США, назван в честь астронома Джордж Эллери Хейл. При финансовой поддержке Фонд Рокфеллера в 1928 году он руководил планированием, проектированием и строительством обсерватории, но, поскольку проект занял 20 лет, он не дожил до ввода в эксплуатацию. Хейл был новаторским для своего времени, вдвое превышая диаметр второго по величине телескоп, и внедрил множество новых технологий в опора телескопа конструкции, а также в конструкции и изготовлении большой "соты" с алюминиевым покрытием. тепловое расширение Pyrex зеркало.[1] Он был завершен в 1949 году и до сих пор активно используется.

Телескоп Хейла на протяжении более 30 лет представлял собой технологический предел в создании больших оптических телескопов. Это было самый большой телескоп в мире от постройки в 1949 г. до Советский БТА-6 был построен в 1976 г. и был вторым по величине до постройки Обсерватория Кека Кек 1 в Гавайи в 1993 г.

История

Основание трубки
Крабовидная туманность, 1959 год.

Хейл руководил постройкой телескопов в Обсерватория Маунт Вильсон с грантами от Институт Карнеги Вашингтона: 60-дюймовый (1,5 м) телескоп в 1908 году и 100-дюймовый (2,5 м) телескоп в 1917 году. Эти телескопы были очень успешными, что привело к быстрому прогрессу в понимании масштаба Вселенная через 1920-е годы, и продемонстрировав таким провидцам, как Хейл, потребность в еще более крупных коллекционерах.

Главный оптический конструктор предыдущего 100-дюймового телескопа Хейла был Джордж Уиллис Ричи, который задумывал новый телескоп Ричи-Кретьен дизайн. По сравнению с обычной параболической первичной обмоткой, эта конструкция обеспечила бы более четкие изображения в большем полезном поле зрения. Однако Ричи и Хейл поссорились. Поскольку проект был запоздалым и превышал бюджет, Хейл отказался принять новый дизайн с его сложными изгибами, и Ричи покинул проект. Телескоп Маунт-Паломар-Хейл оказался последним ведущим телескопом мира с параболической главное зеркало.[2]

В 1928 году Хейл получил грант в размере 6 миллионов долларов от Фонд Рокфеллера за «строительство обсерватории, включая 200-дюймовый телескоп-рефлектор», который будет осуществляться Калифорнийский технологический институт (Калифорнийский технологический институт), одним из основателей которой был Хейл. В начале 1930-х годов Хейл выбрал участок на высоте 1700 м (5600 футов) на Паломарская гора в Округ Сан-Диего, Калифорния, США, как лучшее место, которое с меньшей вероятностью пострадает от растущей проблемы светового загрязнения в городских центрах, таких как Лос-Анджелес. В Corning Glass Works была поставлена ​​задача изготовить главное зеркало размером 200 дюймов (5,1 м). Строительство объектов и купола обсерватории началось в 1936 году, но из-за перебоев, вызванных Вторая Мировая Война, телескоп был построен только в 1948 году, когда его посвятили.[3] Из-за небольших искажений изображений в телескоп в течение 1949 года вносились поправки. Он стал доступен для исследований в 1950 году.[3]

Функционирующая модель телескопа в масштабе одной десятой была также изготовлена ​​в Корнинге.[4]

Телескопическая пила длиной 200 дюймов (510 см) первый свет 26 января 1949 г., в 10:06 вечера Тихоокеанское стандартное время[5][6] под руководством американского астронома Эдвин Пауэлл Хаббл, таргетинг NGC 2261, объект, также известный как переменная туманность Хаббла.[7][8] Сделанные тогда фотографии были опубликованы в астрономической литературе и в номере журнала от 7 мая 1949 г. Журнал Collier's.

Телескоп продолжает использоваться каждую ясную ночь для научных исследований астрономами из Калифорнийского технологического института и их партнерами по эксплуатации. Корнелл Университет, то Калифорнийский университет, а Лаборатория реактивного движения. Он оснащен современными оптическими и инфракрасными матрицами формирования изображений, спектрографами и адаптивная оптика[9] система. Он также использовал счастливая камера визуализации, которая в сочетании с адаптивной оптикой подтолкнула зеркало близко к теоретическое разрешение для определенных типов просмотра.[9]

Одна из пробок стекла Corning Labs для Хейла использовалась для Телескоп Дональда Шейна главное зеркало 120 дюймов (300 см).[10]

Собирающая площадь зеркала составляет около 31 000 квадратных дюймов (20 квадратных метров).[11]

Составные части

Hale был не просто большим, он был лучше: он сочетал в себе прорывные технологии, включая новое стекло с более низким расширением от Corning, недавно изобретенную ферму Серруье и осажденный из паровой фазы алюминий.

Монтажные конструкции

В телескопе Хейла используется специальный тип экваториальная гора называется «подковообразное крепление», модифицированное крепление ярма, которое заменяет полярный подшипник на открытую «подковообразную» конструкцию, которая дает телескопу полный доступ ко всему небу, включая Полярная звезда и звезды рядом с ним. Узел оптической трубки (OTA) использует Ферма Серрурье, затем недавно изобретенный Марк У. Серрюрье из Калифорнийского технологического института в Пасадене в 1935 году, сконструированный так, чтобы изгибаться таким образом, чтобы вся оптика оставалась выровненной.[12] Теодор фон Карман разработала систему смазки, чтобы избежать возможных проблем с турбулентностью во время отслеживания.

Оставили: 200-дюймовый (508 см) телескоп Хейла внутри на экваториальная гора.
Правильно: Принцип работы Ферма Серрурье похож на телескоп Хейла по сравнению с простой фермой. Для наглядности только верх и низ структурные элементы показаны. Красные и зеленые линии обозначают элементы под напряжение и сжатие, соответственно.

200-дюймовое зеркало

Зеркало 5 метров (16 футов 8 дюймов) в декабре 1945 года в оптической мастерской Калифорнийского технологического института, когда шлифовка возобновилась после Второй мировой войны. Сотовая опорная структура на задней части зеркала видна сквозь поверхность.

Первоначально в телескопе Хейла планировалось использовать главное зеркало из плавленого кварца производства General Electric.[13] но вместо этого главное зеркало было отлито в 1934 г. Corning Glass Works в штате Нью-Йорк с использованием нового материала Corning под названием Pyrex (боросиликатное стекло ).[14] Пирекс был выбран из-за его низких свойств расширения, поэтому большое зеркало не искажало изображения, получаемые при изменении формы из-за колебаний температуры (проблема, которая преследовала более ранние большие телескопы).

Входная дверь в купол 200-дюймового телескопа Хейла

Зеркало было отлито в форме с 36 выступающими блоками формы (по форме похожей на вафельница ). Это создало сотовое зеркало которые сократили необходимое количество пирекса с 40 коротких тонн (36 тонн) до всего 20 коротких тонн (18 тонн), создавая зеркало, которое будет быстрее охлаждаться при использовании и имеет несколько «точек крепления» на задней панели для равномерного распределения вес (примечание - см. рисунки в статье 1934 по внешним ссылкам).[15] Форма центрального отверстия также была частью формы, поэтому свет мог проходить через готовое зеркало, когда оно использовалось в Кассегрен конфигурация (заглушка Pyrex для этого отверстия также была сделана для использования в процессе шлифовки и полировки[16]). В то время как стекло заливалось в форму во время первой попытки отлить 200-дюймовое зеркало, из-за сильного нагрева несколько формовочных блоков оторвались и всплыли наверх, разрушив зеркало. Дефектное зеркало использовалось для проверки процесса отжига. После модернизации формы было успешно отлито второе зеркало.

После охлаждения в течение нескольких месяцев готовая заготовка зеркала была доставлена ​​по железной дороге в Пасадену, штат Калифорния.[17][18] Однажды в Пасадене зеркало было перенесено с железнодорожной платформы на специально сконструированный полуприцеп для автомобильного транспорта, где оно будет отполировано.[19] В оптическом магазине в Пасадене (ныне здание синхротрона в Калтехе) стандартный телескоп. изготовление зеркал были использованы техники, чтобы превратить плоскую заготовку в точную вогнутую параболическую форму, хотя они должны были быть выполнены в широком масштабе. Специальный 240 дюймов (6,1 м) 25000 фунтов (11 т) зеркальная ячейка Было создано приспособление, которое могло использовать пять различных движений при шлифовании и полировке зеркала.[20] За 13 лет было отшлифовано и отполировано почти 10 000 фунтов (4,5 т) стекла, в результате чего вес зеркала снизился до 14,5 коротких тонн (13,2 т). Зеркало было покрыто (и до сих пор повторно покрывается каждые 18–24 месяцев) отражающей алюминиевой поверхностью с использованием того же процесса вакуумного осаждения алюминия, изобретенного в 1930 году физиком и астрономом Калифорнийского технологического института. Джон Стронг.[21]

Зеркало Хейла 200 дюймов (510 см) было близко к технологическому пределу главного зеркала, сделанного из одного жесткого куска стекла.[22][23] Использование монолитного зеркала, намного большего, чем 5-метровое зеркало Хейла или 6-метровое BTA-6, непомерно дорогое из-за стоимости зеркала и массивной конструкции, необходимой для его поддержки. Зеркало большего размера также будет слегка провисать под собственным весом, поскольку телескоп поворачивается в разные положения.[24][25] изменение точной формы поверхности, которая должна иметь точность в пределах 2 миллионных долей дюйма (50 нм ). Современные телескопы более 9 метров используют другую конструкцию зеркал для решения этой проблемы: либо с одним тонким гибким зеркалом, либо с группой меньших сегментированные зеркала, форма которого непрерывно регулируется управляемым компьютером активная оптика система с исполнительными механизмами, встроенными в опорная ячейка для зеркала.

Купол

Подвижный вес верхнего купола составляет около 1000 тонн США, он может вращаться на колесах.[26] Купольные двери весят 125 тонн каждая.[27]

Купол изготовлен из сварных стальных пластин толщиной около 10 мм.[26]

Наблюдения и исследования

Купол 200-дюймового телескопа Хейла с апертурой

Первое наблюдение телескопа Хейла произошло 26 января 1949 года за NGC 2261.[28]

Комета Галлея (1P) предстоящее в 1986 году приближение к Солнцу впервые было обнаружено астрономами. Дэвид С. Джуитт и Г. Эдвардом Дэниелсоном 16 октября 1982 г., используя 200-дюймовый телескоп Хейла, оснащенный CCD камера.[29]

Две луны планеты Уран были открыты в сентябре 1997 года, в результате чего общее количество известных спутников планеты на тот момент достигло 17.[30] Один был Калибан (S / 1997 U 1), который был обнаружен 6 сентября 1997 г. Бретт Дж. Гладман, Филип Д. Николсон, Джозеф А. Бернс, и Джон Дж. Кавелаарс используя 200-дюймовый Телескоп Хейла.[31] Другой открытый спутник Урана - Сикоракс (первоначальное обозначение S / 1997 U 2), а также была обнаружена с помощью 200-дюймового телескопа Хейла.[31]

В 1999 году астрономы использовали ближнюю инфракрасную камеру и адаптивную оптику, чтобы сделать одни из лучших на тот момент снимков земной поверхности планеты Нептун.[32] Изображения были достаточно резкими, чтобы идентифицировать облака в атмосфере ледяного гиганта.[32]

В Корнельская спектроскопия астероидов в среднем инфракрасном диапазоне (MIDAS) с использованием телескопа Хейла со спектрографом для изучения спектров 29 астероидов.[33] Примером результатов этого исследования является то, что астероид 3 Юнона был определен как средний радиус 135,7 ± 11 км с использованием инфракрасных данных.[34]

В 2009 году с помощью коронографа телескоп Хейла открыли звезду. Алькор Б, который является спутником Алькора в знаменитом Большая Медведица созвездие.[35]

В 2010 году новый спутник планеты Юпитер был обнаружен с помощью 200-дюймового Hale, названного S / 2010 J 1 и позже названного Юпитер LI.[36]

В октябре 2017 года телескоп Хейла смог зарегистрировать спектр первого распознанного межзвездного объекта, 1I / 2017 U1 («Оумуамуа»); хотя не был идентифицирован конкретный минерал, было видно, что посетитель имел красноватый цвет поверхности.[37][38]

Прямая съемка экзопланет

Вплоть до 2010 года телескопы мог только непосредственно изображение экзопланеты в исключительных обстоятельствах. В частности, легче получать изображения, когда планета особенно велика (значительно больше, чем Юпитер ), далеко отделенная от своей родительской звезды и горячая, поэтому излучает интенсивное инфракрасное излучение. Однако в 2010 году команда из НАСА с Лаборатория реактивного движения продемонстрировал, что вихревой коронограф может позволить маленьким телескопам получать прямые изображения планет.[39] Они сделали это, визуализировав ранее изображенные HR 8799 планеты, используя только 1,5-метровую часть телескопа Хейла.

Прямое изображение экзопланеты вокруг звезды HR8799 используя вихревой коронограф на 1,5-метровой части телескопа Хейла

Сравнение

Сравнение размеров телескопа Хейла (вверху слева, синий) с некоторыми современными и будущими очень большие телескопы

На момент ввода в эксплуатацию в 1949 году площадь сбора света у Хейла в четыре раза превышала площадь сбора света второго по величине телескопа. Другие современные телескопы были Телескоп Хукера в обсерватории Маунт-Вильсон и Телескоп Отто Струве в обсерватории Макдональда.

Три самых больших телескопа в 1949 году
#Имя /
Обсерватория		ИзображениеДиафрагмаВысотаПервый
Свет		Специальный адвокат (ы)
1Телескоп Хейла
Palomar Obs.		P200 Dome Open.jpg200 дюймов
508 см		1713 кв.м.
(5620 футов)		1949Джордж Эллери Хейл
Джон Д. Рокфеллер
Эдвин Хаббл
2Телескоп Хукера[40]
Mount Wilson Obs.		100-дюймовый телескоп Хукера 900 px.jpg100 дюймов
254 см		1742 кв.м.
(5715 футов)		1917Джордж Эллери Хейл
Эндрю Карнеги
3Макдональд Обс. 82 дюйма [41]
Обсерватория Макдональда
(например, телескоп Отто Струве)		Otto Struve Telescope.jpg82 дюйма
210 см		2070 м
(6791 футов)		1939Отто Струве

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «200-дюймовый телескоп Хейла». www.astro.caltech.edu.
  2. ^ Зиркер, Дж. Б. (2005). Акр стекла: история и прогноз телескопа. Johns Hopkins Univ Press., п. 317.
  3. ^ а б Кемпфферт, Вальдемар (26 декабря 1948 г.). "Обзор науки: исследования в области астрономии и рака. Ведущий год научных разработок". Нью-Йорк Таймс (Поздний город ред.). п. 87. ISSN  0362-4331.
  4. ^ Шмадель, Лутц (2005-08-05). Словарь названий малых планет. Springer Science & Business Media. ISBN  978-3-540-00238-3.
  5. ^ Эдисон, Ходж (май 1949 г.). «200-дюймовый телескоп делает свои первые снимки» (PDF). Ежемесячный журнал Engineering and Science. 12 (8).
  6. ^ «200-дюймовый (5,1-метровый) телескоп Хейла». Паломарская обсерватория. 5 марта 2016 г.
  7. ^ 26 января: 60 лет телескопу Хейла "Первый свет". 365daysofastronomy.org (26 января 2009 г.). Проверено 1 июля 2011.
  8. ^ Астрономия Калифорнийского технологического института: астрономические изображения Паломарской обсерватории - переменная туманность Хаббла NGC 2261 В архиве 2008-10-11 на Wayback Machine. Astro.caltech.edu (1949-01-26). Проверено 1 июля 2011.
  9. ^ а б Файнберг, Рик (14 сентября 2007). «Заточка 200-дюймовой». Небо и телескоп. Получено 2016-09-06.
  10. ^ 120-дюймовый отражатель Шейна. Ucolick.org. Проверено 1 июля 2011.
  11. ^ «Часто задаваемые вопросы о Паломаре: как далеко может видеть телескоп Хейла?». Архивировано из оригинал 11 июля 2011 г.
  12. ^ Энциклопедия астрономии и физики, "Отражающие телескопы", Пол Мердин и Патрик Мур
  13. ^ Журналы Hearst (июль 1931 г.). ""Frozen Eye ", чтобы открыть новые миры. Популярная механика". Популярная механика. Журналы Hearst. п. 97.
  14. ^ «200-дюймовый телескоп Хейла, Паломарская обсерватория». 5 лучших телескопов всех времен. Space.com. Архивировано из оригинал 19 августа 2009 г.. Получено 20 декабря 2013.
  15. ^ Спенсер Джонс, Х. (1941). «200-дюймовый телескоп». Обсерватория. 64: 129–135. Bibcode:1941Obs .... 64..129S.
  16. ^ "1948PASP ... 60..221A Стр. 222". Bibcode:1948ПАСП ... 60..221А. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  17. ^ Отражающий телескоп Хейла Музей стекла Корнинг
  18. ^ Астрономия Калифорнийского технологического института: история: 1908–1949 В архиве 2008-05-11 на Wayback Machine. Astro.caltech.edu (1947-11-12). Проверено 1 июля 2011.
  19. ^ Журналы Hearst (январь 1941 г.). «Популярная механика». Популярная механика. Журналы Hearst. п. 84.
  20. ^ Журналы Hearst (апрель 1936 г.). «Шлифовальный станок с человеческим прикосновением к полировке глаза для телескопа». Популярная механика. Журналы Hearst. п. 566.
  21. ^ "Зеркало, зеркало: поддержание оптической резкости телескопа Хейла" Джим Дестефани, Продукция Отделка Журнал, 2008
  22. ^ Никерсон, Колин (2007-11-05). "Давно не виделись". Boston.com. Бостон Глобус. Получено 2009-11-11.
  23. ^ "Информационный бюллетень по научному комплекту телескопа Кека, часть 1". SCI Space Craft International. 2009 г.. Получено 2009-11-11.
  24. ^ Бобра, Моника Годха (сентябрь 2005 г.). «Бесконечная мантра: инновации в обсерватории Кека» (PDF). Массачусетский технологический институт. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-06-05. Получено 2009-11-11. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  25. ^ Яррис, Линн (зима 1992 г.). «Революция в дизайне телескопов в Кеке происходит уже после рождения». Наука @ Berkeley Lab. Лаборатория Лоуренса Беркли. Получено 2009-11-11.
  26. ^ а б «Служба национальных парков: астрономия и астрофизика (200-дюймовый отражатель Паломарской обсерватории)». www.nps.gov. Получено 2019-10-30.
  27. ^ «Служба национальных парков: астрономия и астрофизика (200-дюймовый отражатель Паломарской обсерватории)».
  28. ^ Макнил, Джессика. «Телескоп Хейла делает первые фотографии, 26 января 1949 года». EDN. Получено 2019-10-30.
  29. ^ "Комета Галлея восстановлена". Европейское космическое агентство. 2006 г.. Получено 16 января 2010.
  30. ^ «Астрономы нашли два спутника Урана». НОВОСТИ AP. Получено 2019-10-30.
  31. ^ а б Глэдман Николсон и др. 1998 г..
  32. ^ а б «Некоторые из лучших снимков далекой планеты Нептун с Земли, сделанные камерой, созданной Корнеллом, на телескопе Паломар». Корнельская хроника. Получено 2019-10-30.
  33. ^ Lim, L; МакКонночи, Т; Belliii, J; Хейворд, Т. (2005). "Тепловые инфракрасные (8? 13 мкм) спектры 29 астероидов: обзор Корнеллской средне-инфракрасной спектроскопии астероидов (MIDAS)" (PDF). Икар. 173 (2): 385. Bibcode:2005Icar..173..385L. Дои:10.1016 / j.icarus.2004.08.005.
  34. ^ Lim, L; МакКонночи, Т; Belliii, J; Хейворд, Т. (2005). "Тепловые инфракрасные (8? 13 мкм) спектры 29 астероидов: обзор Корнеллской средне-инфракрасной спектроскопии астероидов (MIDAS)" (PDF). Икар. 173 (2): 385. Bibcode:2005Icar..173..385L. Дои:10.1016 / j.icarus.2004.08.005.
  35. ^ Наука, SPACE com Staff 2009-12-10T02: 16: 00Z; Астрономия. «Новая звезда найдена в Большой Медведице». Space.com. Получено 2019-10-30.
  36. ^ "Самая маленькая луна Юпитера". Журнал Astrobiology. 2012-06-08. Получено 2019-11-03.
  37. ^ "Последние новости о Оумуамуа, нашем первом межзвездном объекте". Небо и телескоп. 2017-11-10. Получено 2019-10-30.
  38. ^ Мазиеро, Джозеф (26 октября 2017 г.). "Паломарный оптический спектр гиперболического объекта, сближающегося с Землей A / 2017 U1". arXiv:1710.09977 [астрофизиолог EP ].
  39. ^ Томпсон, Андреа. (2010-04-14) Новый метод может отображать планеты земного типа. NBC News. Проверено 1 июля 2011.
  40. ^ "Просмотр через 100-дюймовый телескоп Хукера". Обсерватория Маунт Вильсон. 2016-06-29. Получено 24 января, 2018.
  41. ^ "Телескоп Отто Струве". Обсерватор Макдональда. Получено 24 января, 2018.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка