El Telescopio Hale es un telescopio reflector de 200 pulgadas (5.1 m), f /3.3 ubicado en el Observatorio Palomar en el condado de San Diego , California , EE. UU., Que lleva el nombre del astrónomo George Ellery Hale . Con el financiamiento de la Fundación Rockefeller en 1928, orquestó la planificación, el diseño y la construcción del observatorio, pero con el proyecto que terminó demorando 20 años, no vivió para ver su puesta en marcha. El Hale fue pionero para su época, con el doble del diámetro del segundo telescopio más grande , y fue pionero en muchas tecnologías nuevas en el montaje de telescopios.diseño y en el diseño y fabricación de su gran espejo Pyrex de baja expansión térmica "panal" recubierto de aluminio . [1] Se completó en 1949 y todavía está en uso activo.
Lleva el nombre de | George Ellery Hale |
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Parte de | Observatorio Palomar |
Ubicación (es) | California |
Coordenadas | 33 ° 21′23 ″ N 116 ° 51′54 ″ O / 33,35631 ° N 116,86489 ° WCoordenadas : 33 ° 21′23 ″ N 116 ° 51′54 ″ O / 33,35631 ° N 116,86489 ° W |
Altitud | 1.713 m (5.620 pies) |
Construido | 1936-1948 |
Primera luz | 26 de enero de 1949, 10:06 pm PST |
Descubierto | Caliban , Sycorax , Júpiter LI , Alcor B |
Estilo telescopio | telescopio óptico telescopio reflector |
Diámetro | 200 pulg. (5,1 m) |
Área de recolección | 31.000 pulgadas cuadradas (20 m 2 ) |
Longitud focal | 16,76 m (55 pies 0 pulgadas) |
Montaje | monte ecuatorial |
Sitio web | www |
Ubicación del telescopio Hale | |
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El telescopio Hale representó el límite tecnológico en la construcción de grandes telescopios ópticos durante más de 30 años. Fue el telescopio más grande del mundo desde su construcción en 1949 hasta que se construyó el BTA-6 soviético en 1976, y el segundo más grande hasta la construcción del Observatorio Keck Keck 1 en Hawai en 1993.
Historia
Hale supervisó la construcción de los telescopios en el Observatorio Mount Wilson con subvenciones de la Carnegie Institution de Washington : el telescopio de 60 pulgadas (1,5 m) en 1908 y el telescopio de 100 pulgadas (2,5 m) en 1917. Estos telescopios tuvieron mucho éxito , lo que llevó al rápido avance en la comprensión de la escala del Universo a lo largo de la década de 1920 y demostró a visionarios como Hale la necesidad de coleccionistas aún más grandes.
El diseñador óptico principal del anterior telescopio de 100 pulgadas de Hale fue George Willis Ritchey , quien pretendía que el nuevo telescopio fuera de diseño Ritchey-Chrétien . En comparación con el primario parabólico habitual, este diseño habría proporcionado imágenes más nítidas en un campo de visión utilizable más grande. Sin embargo, Ritchey y Hale tuvieron una pelea. Con el proyecto ya retrasado y por encima del presupuesto, Hale se negó a adoptar el nuevo diseño, con sus complejas curvaturas, y Ritchey abandonó el proyecto. El telescopio Mount Palomar Hale resultó ser el último telescopio líder mundial en tener un espejo primario parabólico . [2]
En 1928, Hale obtuvo una subvención de 6 millones de dólares de la Fundación Rockefeller para "la construcción de un observatorio, incluido un telescopio reflector de 200 pulgadas" que sería administrado por el Instituto de Tecnología de California (Caltech), del cual Hale fue miembro fundador. A principios de la década de 1930, Hale seleccionó un sitio a 1.700 m (5.600 pies) en Palomar Mountain en el condado de San Diego, California , EE. UU., Como el mejor sitio y con menos probabilidades de verse afectado por el creciente problema de contaminación lumínica en centros urbanos como Los Ángeles . A Corning Glass Works se le asignó la tarea de hacer un espejo primario de 200 pulgadas (5,1 m). La construcción de las instalaciones del observatorio y la cúpula comenzó en 1936, pero debido a las interrupciones causadas por la Segunda Guerra Mundial , el telescopio no se completó hasta 1948 cuando se inauguró. [3] Debido a las leves distorsiones de las imágenes, se hicieron correcciones al telescopio a lo largo de 1949. Estuvo disponible para la investigación en 1950. [3]
En Corning también se fabricó un modelo funcional del telescopio a una décima parte. [4]
El telescopio de 200 pulgadas (510 cm) vio la primera luz el 26 de enero de 1949 a las 10:06 pm PST [5] [6] bajo la dirección del astrónomo estadounidense Edwin Powell Hubble , apuntando a NGC 2261 , un objeto también conocido como Hubble. Nebulosa variable. [7] [8] Las fotografías tomadas entonces fueron publicadas en la literatura astronómica y en la edición del 7 de mayo de 1949 de Collier's Magazine .
El telescopio se sigue utilizando cada noche despejada para la investigación científica por parte de astrónomos de Caltech y sus socios operativos, la Universidad de Cornell , la Universidad de California y el Laboratorio de Propulsión a Chorro . Está equipado con modernos espectrógrafos, espectrógrafos y un sistema de óptica adaptativa [9] . También ha utilizado imágenes de cámara de la suerte , que en combinación con la óptica adaptativa acercaron el espejo a su resolución teórica para ciertos tipos de visualización. [9]
Para el espejo primario de 120 pulgadas (300 cm) del telescopio C. Donald Shane se usó uno de los espacios en blanco de prueba de vidrio de Corning Labs para el Hale . [10]
El área de recolección del espejo es de aproximadamente 31,000 pulgadas cuadradas (20 metros cuadrados). [11]
Componentes
El Hale no solo era grande, era mejor: combinaba tecnologías innovadoras que incluían un nuevo vidrio de menor expansión de Corning, un truss Serruier recién inventado y aluminio depositado al vapor.
Estructuras de montaje
El telescopio Hale utiliza un tipo especial de montura ecuatorial llamada "montura de herradura", una montura de yugo modificada que reemplaza el cojinete polar con una estructura abierta de "herradura" que le da al telescopio acceso completo a todo el cielo, incluidas las estrellas Polaris y cercanas. . El conjunto de tubo óptico (OTA) utiliza un truss Serrurier , entonces recién inventado por Mark U. Serrurier de Caltech en Pasadena en 1935, diseñado para flexionarse de tal manera que mantenga todas las ópticas alineadas. [12] Theodore von Karman diseñó el sistema de lubricación para evitar posibles problemas de turbulencia durante el seguimiento.
Espejo de 200 pulgadas
Originalmente, el Telescopio Hale iba a utilizar un espejo primario de cuarzo fundido fabricado por General Electric, [13] pero en su lugar, el espejo primario se fundió en 1934 en Corning Glass Works en el estado de Nueva York utilizando el entonces nuevo material de Corning llamado Pyrex ( vidrio de borosilicato ). [14] Se eligió Pyrex por sus cualidades de baja expansión para que el gran espejo no distorsionara las imágenes producidas cuando cambiaba de forma debido a las variaciones de temperatura (un problema que afectaba a los grandes telescopios anteriores).
El espejo se fundió en un molde con 36 bloques de molde elevados (de forma similar a una plancha para gofres ). Esto creó un espejo de panal que redujo la cantidad de Pyrex necesaria de más de 40 toneladas cortas (36 t) a solo 20 toneladas cortas (18 t), haciendo un espejo que se enfriaría más rápido en uso y tendría múltiples "puntos de montaje" en el Volver a distribuir uniformemente su peso (nota - ver enlaces externos artículo de 1934 para dibujos). [15] La forma de un orificio central también era parte del molde para que la luz pudiera pasar a través del espejo terminado cuando se usó en una configuración Cassegrain (un tapón de Pyrex para este orificio también se hizo para usarse durante el proceso de esmerilado y pulido [16] ). Mientras se vertía el vidrio en el molde durante el primer intento de moldear el espejo de 200 pulgadas, el intenso calor hizo que varios de los bloques de moldura se soltaran y flotaran hacia la parte superior, arruinando el espejo. El espejo defectuoso se utilizó para probar el proceso de recocido. Después de que se rediseñó el molde, se fundió con éxito un segundo espejo.
Después de enfriar varios meses, el espejo en bruto terminado se transportó por ferrocarril a Pasadena, California. [17] [18] Una vez en Pasadena, el espejo se transfirió del vagón plano a un semirremolque especialmente diseñado para el transporte por carretera hasta donde sería pulido. [19] En el taller de óptica en Pasadena (ahora el edificio Synchrotron en Caltech) se utilizaron técnicas estándar de fabricación de espejos de telescopios para convertir la pieza en bruto plana en una forma parabólica cóncava precisa, aunque tenían que ejecutarse a gran escala. Se construyó una plantilla especial de celda de espejo de 240 pulgadas (6,1 m) 25,000 lb (11 t) que podía emplear cinco movimientos diferentes cuando el espejo estaba esmerilado y pulido. [20] Durante 13 años, se molieron y pulieron casi 10,000 lb (4.5 t) de vidrio, lo que redujo el peso del espejo a 14.5 toneladas cortas (13.2 t). El espejo se recubrió (y todavía se vuelve a recubrir cada 18-24 meses) con una superficie de aluminio reflectante utilizando el mismo proceso de deposición al vacío de aluminio inventado en 1930 por el físico y astrónomo de Caltech John Strong . [21]
El espejo de 510 cm (200 pulgadas) de Hale estaba cerca del límite tecnológico de un espejo primario hecho de una sola pieza rígida de vidrio. [22] [23] Usar un espejo monolítico mucho más grande que el Hale de 5 metros o el BTA-6 de 6 metros es prohibitivamente caro debido al costo tanto del espejo como de la enorme estructura necesaria para soportarlo. Un espejo más allá de ese tamaño también se hundiría ligeramente por su propio peso a medida que el telescopio se gira a diferentes posiciones, [24] [25] cambiando la forma de precisión de la superficie, que debe tener una precisión de 2 millonésimas de pulgada (50 nm ). Los telescopios modernos de más de 9 metros utilizan un diseño de espejo diferente para resolver este problema, ya sea con un solo espejo delgado y flexible o un grupo de espejos segmentados más pequeños , cuya forma se ajusta continuamente mediante un sistema de óptica activa controlado por computadora que utiliza actuadores integrados en el soporte del espejo. celular .
Hazme
El peso en movimiento de la cúpula superior es de aproximadamente 1000 toneladas estadounidenses y puede girar sobre ruedas. [26] Las puertas de la cúpula pesan 125 toneladas cada una. [27]
La cúpula está hecha de placas de acero soldadas de unos 10 mm de espesor. [26]
Observaciones e investigaciones
La primera observación del telescopio Hale fue de NGC 2261 el 26 de enero de 1949. [28]
La próxima aproximación al Sol del cometa Halley (1P) en 1986 fue detectada por primera vez por los astrónomos David C. Jewitt y G. Edward Danielson el 16 de octubre de 1982 utilizando el telescopio Hale de 200 pulgadas equipado con una cámara CCD . [29]
En septiembre de 1997 se descubrieron dos lunas del planeta Urano , lo que eleva el total de lunas conocidas del planeta a 17 en ese momento. [30] Uno fue Caliban (S / 1997 U 1), que fue descubierto el 6 de septiembre de 1997 por Brett J. Gladman , Philip D. Nicholson , Joseph A. Burns y John J. Kavelaars utilizando el telescopio Hale de 200 pulgadas . [31] La otra luna de Urano descubierta entonces es Sycorax (designación inicial S / 1997 U 2) y también fue descubierta usando el telescopio Hale de 200 pulgadas. [31]
En 1999, los astrónomos utilizaron una cámara de infrarrojo cercano y óptica adaptativa para tomar algunas de las mejores imágenes del planeta Neptuno basadas en la superficie terrestre hasta ese momento. [32] Las imágenes fueron lo suficientemente nítidas como para identificar nubes en la atmósfera del gigante de hielo. [32]
El estudio de espectroscopia de asteroides de infrarrojo medio de Cornell (MIDAS) utilizó el telescopio Hale con un espectrógrafo para estudiar los espectros de 29 asteroides. [33] Un ejemplo de un resultado de ese estudio es que se determinó que el asteroide 3 Juno tenía un radio promedio de 135,7 ± 11 km utilizando los datos infrarrojos. [34]
En 2009, utilizando un coronógrafo, se utilizó el telescopio Hale para descubrir la estrella Alcor B , que es compañera de Alcor en la famosa constelación de Big Dipper . [35]
En 2010, se descubrió un nuevo satélite del planeta Júpiter con el Hale de 200 pulgadas, llamado S / 2010 J 1 y más tarde llamado Júpiter LI . [36]
En octubre de 2017, el telescopio Hale pudo registrar el espectro del primer objeto interestelar reconocido, 1I / 2017 U1 ("ʻOumuamua"); aunque no se identificó ningún mineral específico, mostró que el visitante tenía un color de superficie rojizo. [37] [38]
Imágenes directas de exoplanetas
Hasta el año 2010, los telescopios solo podían obtener imágenes de exoplanetas directamente en circunstancias excepcionales. Específicamente, es más fácil obtener imágenes cuando el planeta es especialmente grande (considerablemente más grande que Júpiter ), está muy separado de su estrella madre y está caliente de modo que emite una intensa radiación infrarroja. Sin embargo, en 2010 un equipo de la NASA 's Jet Propulsion Laboratory demostró que un coronógrafo vórtice podría permitir a los pequeños alcances a directamente planetas imagen. [39] Hicieron esto tomando imágenes de los planetas HR 8799 previamente fotografiados usando solo una porción de 1,5 m del Telescopio Hale.
Comparación
El Hale tenía cuatro veces el área de recolección de luz del segundo telescopio más grande cuando fue encargado en 1949. Otros telescopios contemporáneos fueron el Telescopio Hooker en el Observatorio Mount Wilson y el Telescopio Otto Struve en el Observatorio McDonald.
# | Nombre / Observatorio | Imagen | Abertura | Altitud | Primera luz | Defensores especiales |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | Telescopio Hale Palomar Obs. | 200 pulgadas 508 cm | 1713 m (5620 pies) | 1949 | George Ellery Hale John D. Rockefeller Edwin Hubble | |
2 | Telescopio Hooker [40] Mount Wilson Obs. | 100 pulgadas 254 cm | 1742 m (5715 pies) | 1917 | George Ellery Hale Andrew Carnegie | |
3 | McDonald Obs. Observatorio McDonald de 82 pulgadas [41] (es decir, el telescopio Otto Struve) | 82 pulgadas 210 cm | 2070 m (6791 pies) | 1939 | Otto Struve |
Ver también
- Lista de los telescopios ópticos más grandes históricamente
- Lista de los telescopios ópticos más grandes del siglo XX
Referencias
- ^ "El telescopio Hale de 200 pulgadas" . www.astro.caltech.edu .
- ^ Zirker, JB (2005). Un acre de vidrio: historia y pronóstico del telescopio . Prensa de la Universidad Johns Hopkins., pag. 317.
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Otras lecturas
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enlaces externos
- El telescopio Hale de 200 pulgadas (5100 mm)
- Palomar Skies: Foto de la semana de Palomar History
- The Journey to Palomar, PBS, noviembre de 2008