Telescopio Hale - Hale Telescope
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| Prende il nome |
George Ellery Hale 
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| Parte di |
Osservatorio Palomar
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| Località | California |
| Coordinate |
33°21′23″N 116°51′54″W / 33.35631°N 116.86489°W Coordinate: 33°21′23″N 116°51′54″W / 33.35631°N 116.86489°W
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| Altitudine | 1.713 m (5.620 piedi)
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| Costruito | 1936-1948
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| Prima luce | 26 Gennaio, 1949, 10:06 pm PST |
| scoperto | Caliban , Sycorax , Jupiter LI , Alcor B |
| Stile telescopio |
telescopio ottico telescopio riflettore
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| Diametro | 200 pollici (5,1 m)
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| Area di raccolta | 31.000 mq a (20 m 2 )
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| Lunghezza focale | 16,76 m (55 piedi 0 pollici)
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| Montaggio |
montatura equatoriale
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| Sito web |
www
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  Posizione del telescopio Hale | |
 Mezzi correlati su Wikimedia Commons
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L' Hale Telescope è un telescopio riflettore da 200 pollici (5,1 m), f/ 3,3 presso l' Osservatorio Palomar nella contea di San Diego , California , USA, che prende il nome dall'astronomo George Ellery Hale . Con il finanziamento della Fondazione Rockefeller nel 1928, ha orchestrato la pianificazione, il design e la costruzione dell'osservatorio, ma con il progetto che ha richiesto 20 anni non è vissuto abbastanza per vederne la messa in servizio. L'Hale è stato innovativo per l'epoca, con il doppio del diametro del secondo telescopio più grande , e ha aperto la strada a molte nuove tecnologie nella progettazione della montatura del telescopio e nella progettazione e fabbricazione del suo grande specchio Pyrex a "nido d'ape" a bassa espansione termica rivestito in alluminio . Fu completato nel 1949 ed è ancora in uso attivo.
Il telescopio Hale ha rappresentato per oltre 30 anni il limite tecnologico nella costruzione di grandi telescopi ottici. È stato il più grande telescopio al mondo dalla sua costruzione nel 1949 fino alla costruzione del BTA-6 sovietico nel 1976, e il secondo più grande fino alla costruzione del Keck Observatory Keck 1 alle Hawaii nel 1993.
Storia
Hale ha supervisionato la costruzione dei telescopi presso l' Osservatorio di Mount Wilson con sovvenzioni della Carnegie Institution di Washington : il telescopio da 60 pollici (1,5 m) nel 1908 e il telescopio da 100 pollici (2,5 m) nel 1917. Questi telescopi ebbero molto successo , portando al rapido progresso nella comprensione della scala dell'Universo negli anni '20 e dimostrando a visionari come Hale la necessità di collezionisti ancora più grandi.
Il capo progettista ottico per il precedente telescopio da 100 pollici di Hale era George Willis Ritchey , che intendeva che il nuovo telescopio fosse di design Ritchey-Chrétien . Rispetto al solito primario parabolico, questo design avrebbe fornito immagini più nitide su un campo visivo utilizzabile più ampio. Tuttavia, Ritchey e Hale hanno avuto un litigio. Con il progetto già in ritardo e fuori budget, Hale si rifiutò di adottare il nuovo design, con le sue complesse curvature, e Ritchey lasciò il progetto. Il Mount Palomar Hale Telescope si è rivelato essere l'ultimo telescopio leader mondiale ad avere uno specchio primario parabolico .
Nel 1928 Hale si assicurò una sovvenzione di $ 6 milioni dalla Fondazione Rockefeller per "la costruzione di un osservatorio, incluso un telescopio riflettente da 200 pollici" che sarebbe stato amministrato dal California Institute of Technology (Caltech), di cui Hale era un membro fondatore. All'inizio degli anni '30, Hale scelse un sito a 1.700 m (5.600 piedi) sulla montagna di Palomar nella contea di San Diego, in California , negli Stati Uniti, come il sito migliore e con meno probabilità di essere interessato dal crescente problema dell'inquinamento luminoso nei centri urbani come Los Angeles . Alla Corning Glass Works è stato assegnato il compito di realizzare uno specchio primario da 200 pollici (5,1 m). La costruzione delle strutture dell'osservatorio e della cupola iniziò nel 1936, ma a causa delle interruzioni causate dalla seconda guerra mondiale , il telescopio fu completato solo nel 1948, quando fu dedicato. A causa di leggere distorsioni delle immagini, sono state apportate correzioni al telescopio per tutto il 1949. È diventato disponibile per la ricerca nel 1950.
A Corning è stato realizzato anche un modello funzionante in scala un decimo del telescopio.
Il telescopio sega da 200 pollici (510 cm) prima luce il 26 gennaio 1949, alle 10:06 pm PST sotto la direzione di astronomo americano Edwin Powell Hubble , il targeting NGC 2261 , un oggetto noto anche come Nebulosa Variabile di Hubble. Le fotografie realizzate allora furono pubblicate nella letteratura astronomica e nel numero del 7 maggio 1949 del Collier's Magazine .
Il telescopio continua ad essere utilizzato ogni notte serena per la ricerca scientifica dagli astronomi del Caltech e dai loro partner operativi, la Cornell University , l' Università della California e il Jet Propulsion Laboratory . È dotato di moderni imager ottici ea infrarossi, spettrografi e un sistema di ottica adattiva . Ha anche utilizzato l' imaging Lucky Cam , che in combinazione con l'ottica adattiva ha spinto lo specchio vicino alla sua risoluzione teorica per determinati tipi di visualizzazione.
Uno dei grezzi di prova in vetro dei Corning Labs per l'Hale è stato utilizzato per lo specchio primario da 120 pollici (300 cm) del telescopio C. Donald Shane .
L'area di raccolta dello specchio è di circa 31.000 pollici quadrati (20 metri quadrati).
Componenti
L'Hale non era solo grande, era anche migliore: combinava tecnologie innovative tra cui un nuovo vetro a bassa espansione di Corning, un traliccio Serruier di nuova invenzione e alluminio depositato a vapore.
Strutture di montaggio
Il telescopio Hale utilizza un particolare tipo di montatura equatoriale chiamato "ferro di cavallo montare", una versione modificata del giogo di montaggio che sostituisce il rilevamento polare con una struttura aperta "ferro di cavallo" che dà il telescopio pieno accesso a tutto il cielo, tra cui Polaris e le stelle vicino esso . Il gruppo del tubo ottico (OTA) utilizza un traliccio Serrurier , poi inventato di recente da Mark U. Serrurier di Caltech a Pasadena nel 1935, progettato per flettersi in modo tale da mantenere tutte le ottiche allineate. Theodore von Karman ha progettato il sistema di lubrificazione per evitare potenziali problemi di turbolenza durante il tracciamento.
A destra: Principio di funzionamento di un traliccio Serrurier simile a quello dell'Hale Telescope rispetto ad un semplice traliccio. Per chiarezza, vengono mostrati solo gli elementi strutturali superiore e inferiore . Le linee rosse e verdi indicano rispettivamente gli elementi sotto tensione e compressione .
Specchio da 200 pollici
Originariamente, il telescopio Hale avrebbe utilizzato uno specchio primario di quarzo fuso prodotto da General Electric, ma invece lo specchio primario è stato fuso nel 1934 presso Corning Glass Works nello stato di New York utilizzando il nuovo materiale di Corning chiamato Pyrex ( vetro borosilicato ). Pyrex è stato scelto per le sue qualità di bassa espansione in modo che il grande specchio non distorcesse le immagini prodotte quando cambiava forma a causa delle variazioni di temperatura (un problema che affliggeva i primi grandi telescopi).
Lo specchio è stato colato in uno stampo con 36 blocchi di stampo rialzati (di forma simile a una piastra per cialde ). Ciò ha creato uno specchio a nido d'ape che ha ridotto la quantità di Pyrex necessaria da oltre 40 tonnellate corte (36 t) a sole 20 tonnellate corte (18 t), creando uno specchio che si sarebbe raffreddato più velocemente durante l'uso e avrebbe avuto più "punti di montaggio" sul indietro per distribuire uniformemente il suo peso (nota - vedere i collegamenti esterni articolo del 1934 per i disegni). Anche la forma di un foro centrale faceva parte dello stampo in modo che la luce potesse passare attraverso lo specchio finito quando veniva utilizzato in una configurazione Cassegrain (per questo foro è stato realizzato anche un tappo in Pyrex da utilizzare durante il processo di levigatura e lucidatura). Mentre il vetro veniva versato nello stampo durante il primo tentativo di fondere lo specchio da 200 pollici, il calore intenso ha causato il distacco di molti blocchi di modanatura e il galleggiamento verso l'alto, rovinando lo specchio. Lo specchio difettoso è stato utilizzato per testare il processo di ricottura. Dopo che lo stampo è stato riprogettato, un secondo specchio è stato fuso con successo.
Dopo diversi mesi di raffreddamento, lo specchio grezzo finito è stato trasportato su rotaia a Pasadena, in California. Una volta a Pasadena, lo specchio è stato trasferito dal vagone ferroviario a un semirimorchio appositamente progettato per il trasporto su strada, dove sarebbe stato lucidato. Nel negozio di ottica di Pasadena (ora l'edificio Synchrotron al Caltech) sono state utilizzate tecniche standard di fabbricazione degli specchi per telescopi per trasformare il pezzo grezzo piatto in una precisa forma parabolica concava, sebbene dovessero essere eseguiti su larga scala. È stata costruita una speciale maschera per celle a specchio da 240 pollici (6,1 m) e 25.000 libbre (11 t) che poteva impiegare cinque diversi movimenti quando lo specchio veniva levigato e lucidato. In 13 anni quasi 10.000 libbre (4,5 t) di vetro sono state macinate e lucidate riducendo il peso dello specchio a 14,5 tonnellate corte (13,2 t). Lo specchio è stato rivestito (e viene ancora rivestito ogni 18-24 mesi) con una superficie riflettente in alluminio utilizzando lo stesso processo di deposizione sotto vuoto dell'alluminio inventato nel 1930 dal fisico e astronomo del Caltech John Strong .
Lo specchio di 200 pollici (510 cm) di Hale era vicino al limite tecnologico di uno specchio primario costituito da un unico pezzo di vetro rigido. L'utilizzo di uno specchio monolitico molto più grande dell'Hale di 5 metri o del BTA-6 di 6 metri è proibitivo a causa del costo sia dello specchio che della struttura massiccia necessaria per supportarlo. Uno specchio oltre quella dimensione si incurverebbe leggermente sotto il suo stesso peso mentre il telescopio viene ruotato in posizioni diverse, modificando la forma di precisione della superficie, che deve essere precisa entro 2 milionesimi di pollice (50 nm ). I moderni telescopi di oltre 9 metri utilizzano un design diverso dello specchio per risolvere questo problema, con un singolo specchio flessibile sottile o un gruppo di specchi segmentati più piccoli , la cui forma è continuamente regolata da un sistema di ottica attiva controllato da un computer che utilizza attuatori integrati nel supporto dello specchio cellula .
Cupola
Il peso in movimento della cupola superiore è di circa 1000 tonnellate americane e può ruotare su ruote. Le porte a cupola pesano 125 tonnellate ciascuna.
La cupola è realizzata in lamiera d'acciaio saldata di circa 10 mm di spessore.
Osservazioni e ricerche
La prima osservazione del telescopio Hale fu di NGC 2261 il 26 gennaio 1949.
La cometa di Halley (1P) che si avvicina al Sole nel 1986 è stata rilevata per la prima volta dagli astronomi David C. Jewitt e G. Edward Danielson il 16 ottobre 1982 utilizzando il telescopio Hale da 200 pollici dotato di una camera CCD .
Nel settembre 1997 sono state scoperte due lune del pianeta Urano , portando il totale delle lune conosciute del pianeta a 17 in quel momento. Uno era Caliban (S/1997 U 1), scoperto il 6 settembre 1997 da Brett J. Gladman , Philip D. Nicholson , Joseph A. Burns e John J. Kavelaars utilizzando il telescopio Hale da 200 pollici . L'altra luna di Uran scoperta allora è Sycorax (denominazione iniziale S/1997 U 2) ed è stata scoperta anche usando il telescopio Hale da 200 pollici.
Nel 1999, gli astronomi hanno utilizzato una fotocamera nel vicino infrarosso e un'ottica adattiva per acquisire alcune delle migliori immagini della superficie terrestre del pianeta Nettuno fino a quel momento. Le immagini erano abbastanza nitide da identificare le nuvole nell'atmosfera del gigante di ghiaccio.
L' indagine Cornell Mid-Infrared Asteroid Spectroscopy (MIDAS) ha utilizzato il telescopio Hale con uno spettrografo per studiare gli spettri di 29 asteroidi. Un esempio di risultato di quello studio è che l'asteroide 3 Juno è stato determinato con un raggio medio di 135,7 ± 11 km utilizzando i dati a infrarossi.
Nel 2009, utilizzando un coronografo, il telescopio Hale è stato utilizzato per scoprire la stella Alcor B , che è una compagna di Alcor nella famosa costellazione dell'Orsa Maggiore.
Nel 2010 è stato scoperto un nuovo satellite del pianeta Giove con l'Hale da 200 pollici, chiamato S/2010 J 1 e in seguito chiamato Jupiter LI .
Nell'ottobre 2017 il telescopio Hale è stato in grado di registrare lo spettro del primo oggetto interstellare riconosciuto, 1I/2017 U1 ("ʻOumuamua"); mentre non è stato identificato alcun minerale specifico, ha mostrato che il visitatore aveva un colore della superficie rossastro.
Imaging diretto di esopianeti
Fino al 2010, i telescopi potevano riprendere direttamente gli esopianeti solo in circostanze eccezionali. Nello specifico, è più facile ottenere immagini quando il pianeta è particolarmente grande (considerevolmente più grande di Giove ), ampiamente separato dalla sua stella madre, e caldo in modo da emettere intense radiazioni infrarosse. Tuttavia, nel 2010 un team della NASA 's Jet Propulsion Laboratory ha dimostrato che un coronografo vortice potrebbe consentire a piccoli telescopi direttamente pianeti immagine. Lo hanno fatto fotografando i pianeti HR 8799 precedentemente ripresi utilizzando solo una porzione di 1,5 m del telescopio Hale.
Confronto
L'Hale aveva quattro volte l'area di raccolta della luce del secondo cannocchiale più grande quando fu commissionato nel 1949. Altri telescopi contemporanei erano l' Hooker Telescope all'Osservatorio di Mount Wilson e l' Otto Struve Telescope all'Osservatorio McDonald.
| # | Nome / Osservatorio |
Immagine | Apertura | Altitudine | prima luce |
Avvocato/i speciale/i |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Telescopio Hale Palomar Obs. |
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200 pollici 508 cm |
1713 m (5620 piedi) |
1949 |
George Ellery Hale John D. Rockefeller Edwin Hubble |
| 2 |
Telescopio Hooker Mount Wilson Obs. |
|
100 pollici 254 cm |
1742 m (5715 piedi) |
1917 |
George Ellery Hale Andrew Carnegie |
| 3 |
McDonald's. Osservatorio McDonald da 82 pollici (ovvero il telescopio Otto Struve) |
|
82 pollici 210 cm |
2070 m (6791 piedi) |
1939 | Otto Struve |
Guarda anche
- Elenco degli osservatori astronomici
- Elenco dei più grandi telescopi ottici storicamente
- Elenco dei più grandi telescopi ottici nel 20 ° secolo
- Elenchi di telescopi
Riferimenti
Ulteriori letture
- Hale, George Ellery (13 maggio 1898). "La funzione dei grandi telescopi" . Scienza . 7 (176): 650–662. doi : 10.1126/science.7.176.650 . PMID 17794011 .
- Hale, George Ellery (aprile 1928). "Le possibilità dei grandi telescopi" . Rivista di Harper . (richiesto abbonamento)
- Hale, George Ellery (novembre 1929). "Costruire il telescopio da 200 pollici" . Rivista di Harper . (richiesto abbonamento)
- Bonnier Corporation (giugno 1934). "Nuovo Telescopio Gigante" . Scienza popolare . Bonnier Corporation. pag. 13.
- Hubble, Edwin (agosto 1947). "Il telescopio Hale da 200 pollici e alcuni problemi che potrebbe risolvere" . Pubblicazioni della Società Astronomica del Pacifico . 59 (349): 153–167. doi : 10.1086/125931 . JSTOR 40671816 .
- Richardson, RS (agosto 1948). "Dedica del telescopio Hale" . Pubblicazioni della Società Astronomica del Pacifico . 60 (355): 215-219. Bibcode : 1948PASP...60..215R . doi : 10.1086/126041 . JSTOR 40671980 .
- Bowen, IS (marzo 1965). "Esplorazioni con il telescopio Hale" . Volantini della Società Astronomica del Pacifico . 9 (429): 225. Bibcode : 1965ASPL....9..225B .
- Preston, Richard (1987). Prima luce: la ricerca del confine dell'universo . Stampa mensile dell'Atlantico. ISBN 978-0-87113-200-0.
- Firenze, Ronald (4 agosto 1995). La macchina perfetta: costruire il telescopio Palomar . HarperCollins. ISBN 978-0-06-092670-0.