Osservatorio del Monte Wilson -Mount Wilson Observatory

Osservatorio del Monte Wilson
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Guardando in basso sulla cima del Monte Wilson, incluso lo storico telescopio Hooker da 100" (al centro), il telescopio da 60" (al centro a sinistra) e l'array CHARA
Organizzazione
Codice dell'Osservatorio 672 Modificalo su Wikidata
Posizione Monte Wilson , California, Stati Uniti
Coordinate 34°13′30″N 118°03′26″O / 34.22503°N 118.05719°O / 34.22503; -118.05719 Coordinate: 34°13′30″N 118°03′26″O / 34.22503°N 118.05719°O / 34.22503; -118.05719
Altitudine 1.742 m (5.715 piedi)Modificalo su Wikidata
Sito web www.mtwilson.edu _ _ Modificalo su Wikidata
Telescopi
Telescopio da 60 pollici Riflettore da 1,5 metri
Telescopio Hooker Riflettore da 2,5 metri
Interferometro spaziale a infrarossi 3 riflettori da 65 pollici (~1,65 metri).
Matrice CARA 6 riflettori da 40 pollici (~1,02 metri).
L'Osservatorio di Mount Wilson si trova negli Stati Uniti
Osservatorio del Monte Wilson
Posizione dell'Osservatorio del Monte Wilson
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Il Mount Wilson Observatory ( MWO ) è un osservatorio astronomico nella contea di Los Angeles, California , Stati Uniti. Il MWO si trova sul Monte Wilson , un picco di 1.740 metri (5.710 piedi) nelle montagne di San Gabriel vicino a Pasadena , a nord-est di Los Angeles.

L'osservatorio contiene due telescopi storicamente importanti: il telescopio Hooker da 100 pollici (2,5 m) , che è stato il più grande telescopio ad apertura del mondo dal suo completamento nel 1917 al 1949, e il telescopio da 60 pollici che è stato il più grande telescopio operativo nel mondo quando fu completato nel 1908. Contiene anche il telescopio solare Snow completato nel 1905, la torre solare di 18 m completata nel 1908, la torre solare di 46 m completata nel 1912 e l' array CHARA , costruito dalla Georgia State University, diventato pienamente operativo nel 2004 e al suo completamento era il più grande interferometro ottico al mondo.

A causa dello strato di inversione che intrappola l'aria calda e lo smog sopra Los Angeles, Mount Wilson ha un'aria più stabile rispetto a qualsiasi altra località del Nord America, rendendola ideale per l'astronomia e in particolare per l'interferometria . Il crescente inquinamento luminoso dovuto alla crescita della grande Los Angeles ha limitato la capacità dell'osservatorio di impegnarsi nell'astronomia dello spazio profondo, ma rimane un centro produttivo, con il CHARA Array che continua un'importante ricerca stellare.

Gli sforzi iniziali per montare un telescopio sul Monte Wilson avvennero nel 1880 da uno dei fondatori della University of Southern California , Edward Falles Spence , ma morì senza portare a termine lo sforzo di finanziamento. L'osservatorio è stato ideato e fondato da George Ellery Hale , che in precedenza aveva costruito il telescopio da 1 metro presso l' Osservatorio di Yerkes , allora il telescopio più grande del mondo. Il Mount Wilson Solar Observatory fu finanziato per la prima volta dalla Carnegie Institution di Washington nel 1904, affittando il terreno dai proprietari del Mount Wilson Hotel nel 1904. Tra le condizioni del contratto c'era l'accesso pubblico.

Telescopi solari

Alla base della torre solare di 150 piedi.

Ci sono tre telescopi solari all'Osservatorio di Mount Wilson. Oggi, solo uno di questi telescopi, la Torre Solare da 60 piedi, è ancora utilizzato per la ricerca solare.

Telescopio solare da neve

Lo Snow Solar Telescope è stato il primo telescopio installato presso il neonato Osservatorio solare di Mount Wilson. È stato il primo telescopio solare montato in modo permanente al mondo. I telescopi solari erano stati precedentemente portatili in modo da poter essere portati alle eclissi solari in tutto il mondo. Il telescopio è stato donato all'Osservatorio di Yerkes da Helen Snow di Chicago. George Ellery Hale, allora direttore di Yerkes, fece portare il telescopio sul Monte Wilson per metterlo in servizio come vero e proprio strumento scientifico. Il suo specchio primario da 24 pollici (61 cm) con una lunghezza focale di 60 piedi (18 m), accoppiato con uno spettrografo, ha svolto un lavoro rivoluzionario sugli spettri delle macchie solari, sullo spostamento doppler del disco solare rotante e sulle immagini solari giornaliere in diverse lunghezze d'onda . Presto seguì la ricerca stellare poiché le stelle più luminose potevano registrare i loro spettri con esposizioni molto lunghe su lastre di vetro. Oggi il telescopio solare Snow è utilizzato principalmente da studenti universitari che ricevono una formazione pratica in fisica solare e spettroscopia. È stato anche utilizzato pubblicamente per il transito del 9 maggio 2016 di Mercurio sulla faccia del sole.

Parte superiore della torre solare contenente gli specchi

Torre solare da 60 piedi

La torre solare di 18 metri presto costruita sui lavori iniziati al telescopio Snow. Al suo completamento nel 1908, il design della torre verticale del telescopio solare con una lunghezza focale di 60 piedi consentiva una risoluzione dell'immagine e dello spettro solare molto più elevata di quella che il telescopio Snow poteva ottenere. La maggiore risoluzione derivava dal posizionare l'ottica più in alto rispetto al suolo, evitando così la distorsione causata dal riscaldamento del suolo da parte del sole. Il 25 giugno 1908, Hale registrò la scissione di Zeeman nello spettro di una macchia solare, mostrando per la prima volta che i campi magnetici esistevano da qualche parte oltre la terra. Una scoperta successiva fu la polarità invertita nelle macchie solari del nuovo ciclo solare del 1912. Il successo della Torre di 60 piedi spinse Hale a perseguire un altro telescopio a torre più alto. Negli anni '60, Robert Leighton scoprì che il sole aveva un'oscillazione di 5 minuti e nacque il campo dell'eliosismologia. La Torre di 60 piedi è gestita dal Dipartimento di Fisica e Astronomia della University of Southern California .

Torre solare da 150 piedi

La torre solare con lunghezza focale di 150 piedi (46 m) ha ampliato il design della torre solare con il suo design a torre nella torre. (La torre è in realtà alta 176 piedi (54 m).) Una torre interna sostiene l'ottica sopra, mentre una torre esterna, che circonda completamente la torre interna, sostiene la cupola e i pavimenti attorno all'ottica. Questo design ha consentito il completo isolamento dell'ottica dall'effetto del vento che fa oscillare la torre. Due specchi alimentano la luce solare a una lente da 12 pollici (30 cm) che focalizza la luce verso il basso al piano terra. Fu completato per la prima volta nel 1910, ma l'ottica insoddisfacente causò un ritardo di due anni prima che fosse installata una lente doppietta adatta. La ricerca ha incluso la rotazione solare, le polarità delle macchie solari, i disegni giornalieri delle macchie solari e molti studi sul campo magnetico. Il telescopio solare sarebbe stato il più grande del mondo per 50 anni fino a quando il telescopio solare McMath-Pierce non fu completato a Kitt Peak in Arizona nel 1962. Nel 1985, l'UCLA rilevò la gestione della torre solare dai Carnegie Observatories dopo che fu deciso di interrompere il finanziamento l'osservatorio.

Telescopio da 60 pollici

Il telescopio da 60 pollici (1,5 m) sul Monte Wilson

Per il telescopio da 60 pollici, George Ellery Hale ricevette lo specchio bianco da 60 pollici (1,5 m), fuso da Saint-Gobain in Francia, nel 1896 come regalo di suo padre, William Hale. Era un disco di vetro spesso 19 cm e del peso di 860 kg. Tuttavia fu solo nel 1904 che Hale ricevette finanziamenti dalla Carnegie Institution per costruire un osservatorio. La macinazione iniziò nel 1905 e durò due anni. Il supporto e la struttura del telescopio furono costruiti a San Francisco e sopravvissero a malapena al terremoto del 1906 . Trasportare i pezzi in cima al Monte Wilson è stato un compito enorme. La prima luce fu l'8 dicembre 1908. All'epoca era il più grande telescopio operativo del mondo. Il Leviatano di Parsonstown di Lord Rosse , un telescopio da 72 pollici (1,8 metri) costruito nel 1845, era, nel 1890, fuori servizio.

Sebbene leggermente più piccolo del Leviatano, il 60 pollici aveva molti vantaggi tra cui un sito di gran lunga migliore, uno specchio di vetro invece del metallo speculum e una montatura di precisione che poteva tracciare con precisione qualsiasi direzione nel cielo, quindi il 60 pollici era un importante avanzare.

Un telescopio di cinque piedi scala la montagna
Cupola in acciaio del telescopio da 60 pollici nel 1909

Il telescopio da 60 pollici è un telescopio riflettore costruito per configurazioni newtoniane , cassegrain e coudé . Attualmente è utilizzato nella configurazione bent Cassegrain. È diventato uno dei telescopi più produttivi e di successo nella storia dell'astronomia. Il suo design e il potere di raccolta della luce hanno permesso di aprire la strada all'analisi spettroscopica , alle misurazioni della parallasse , alla fotografia della nebulosa e alla fotografia fotometrica . Sebbene nove anni dopo sia stato superato in dimensioni dal telescopio Hooker § 100 pollici , il telescopio da 60 pollici è rimasto uno dei più grandi in uso per decenni.

Nel 1992, il telescopio da 60 pollici è stato dotato di un primo sistema di ottica adattiva , l' Atmospheric Compensation Experiment (ACE). Il sistema a 69 canali ha migliorato il potenziale potere risolutivo del telescopio da 0,5 a 1,0 sec d'arco a 0,07 sec d'arco. ACE è stato sviluppato da DARPA per il sistema Strategic Defense Initiative e la National Science Foundation ha finanziato la conversione civile.

Oggi il telescopio è utilizzato per la sensibilizzazione del pubblico. È il secondo più grande telescopio al mondo dedicato al grande pubblico. Gli oculari da 10 cm su misura sono montati sulla sua messa a fuoco utilizzando la configurazione cassegrain piegata per fornire viste della Luna, dei pianeti e degli oggetti del cielo profondo. I gruppi possono prenotare il telescopio per una serata di osservazione.

Telescopio Hooker da 100 pollici

Il telescopio Hooker da 100 pollici sul Monte Wilson ha cambiato radicalmente la visione scientifica dell'Universo
Custodia per telescopio Hooker

Il telescopio Hooker da 100 pollici (2,5 m) situato presso l'Osservatorio di Mount Wilson , in California, è stato completato nel 1917 ed è stato il telescopio più grande del mondo dal 1917 al 1949. È uno dei telescopi più famosi nell'astronomia osservativa del 20 ° secolo. È stato utilizzato da Edwin Hubble per effettuare osservazioni con le quali ha prodotto due risultati fondamentali che hanno cambiato la visione scientifica dell'Universo. Utilizzando le osservazioni che fece nel 1922-1923, Hubble fu in grado di dimostrare che l'Universo si estende oltre la galassia della Via Lattea e che diverse nebulose si trovavano a milioni di anni luce di distanza. Ha poi dimostrato che l'universo si stava espandendo .

Scoperte fatte con il telescopio Hooker da 100 pollici:
Anno Descrizione
1923 Edwin Hubble dimostra definitivamente che la nebulosa di Andromeda è esterna alla galassia della Via Lattea
1929 Hubble e Milton Humason confermano che l'Universo si sta espandendo, misurano il suo tasso di espansione e misurano le dimensioni dell'Universo conosciuto
1930 Fritz Zwicky trova prove per la materia oscura
1938 Seth Nickolson trova due satelliti di Giove , indicati come #10 e #11 .
1940 Le osservazioni di Walter Baade portano alla distinzione di popolazioni stellari e alla scoperta di due diversi tipi di stelle variabili Cefeidi , che raddoppiano le dimensioni dell'universo conosciuto precedentemente calcolate da Hubble

Costruzione

Lo specchio del telescopio Hooker mentre risale la Mount Wilson Toll Road su un Mack Truck nel 1917.

Una volta avviato il progetto del telescopio da sessanta pollici, Hale iniziò immediatamente a creare un telescopio più grande. John D. Hooker ha fornito un finanziamento cruciale di $ 45.000 per l'acquisto e la molatura dello specchio, mentre Andrew Carnegie ha fornito i fondi per completare il telescopio e la cupola. La fabbrica di Saint-Gobain fu nuovamente scelta per lanciare un grezzo nel 1906, che completò nel 1908. Dopo notevoli problemi con il grezzo (e potenziali sostituzioni), il telescopio Hooker fu completato e vide la "prima luce" il 2 novembre 1917. Come con il telescopio da sessanta pollici, i cuscinetti sono assistiti dall'uso di galleggianti di mercurio per sostenere il peso di 100 tonnellate del telescopio.

Nel 1919 il telescopio Hooker fu dotato di uno speciale attacco, un interferometro astronomico ottico di 6 metri sviluppato da Albert A. Michelson , molto più grande di quello che aveva usato per misurare i satelliti di Giove. Michelson è stato in grado di utilizzare l'attrezzatura per determinare il diametro preciso delle stelle, come Betelgeuse , la prima volta che è stata misurata la dimensione di una stella. Henry Norris Russell sviluppò il suo sistema di classificazione delle stelle basato su osservazioni utilizzando Hooker.

Nel 1935 il rivestimento in argento utilizzato dal 1917 sullo specchio Hooker fu sostituito con un rivestimento in alluminio più moderno e più duraturo che rifletteva il 50% di luce in più rispetto al rivestimento in argento più vecchio. Il nuovo metodo di rivestimento per gli specchi del telescopio è stato testato per la prima volta sul vecchio specchio da 1,5 metri.

Operai che assemblano l'asse polare del telescopio Hooker

Edwin Hubble ha eseguito molti calcoli critici dal lavoro sul telescopio Hooker. Nel 1923, Hubble scoprì la prima variabile Cefeide nella nebulosa a spirale di Andromeda utilizzando il telescopio da 2,5 metri. Questa scoperta gli ha permesso di calcolare la distanza dalla nebulosa a spirale di Andromeda e dimostrare che in realtà si trattava di una galassia al di fuori della nostra Via Lattea . Hubble, assistito da Milton L. Humason , osservò l'entità del redshift in molte galassie e pubblicò un documento nel 1929 che mostrava che l'universo si sta espandendo.

Il regno di Hooker di tre decenni come il più grande telescopio si è concluso quando il consorzio Caltech -Carnegie ha completato il suo telescopio Hale da 200 pollici (5,1 m) al Palomar Observatory , 144 km a sud, nella contea di San Diego, in California . Il telescopio Hale vide la prima luce nel gennaio 1949.

Negli anni '80, il fulcro della ricerca astronomica si era rivolto all'osservazione dello spazio profondo, che richiedeva cieli più scuri di quelli che si potevano trovare nell'area di Los Angeles, a causa del problema sempre crescente dell'inquinamento luminoso . Nel 1989, la Carnegie Institution , che gestiva l'osservatorio, lo cedette al Mount Wilson Institute senza scopo di lucro. A quel tempo, il telescopio di 2,5 metri fu disattivato, ma fu riavviato nel 1992 e nel 1995 fu dotato di un sistema di ottica adattiva a luce visibile e successivamente, nel 1997, ospitò l'UniSIS, sistema di ottica adattiva per stelle guida laser.

Poiché l'uso del telescopio per il lavoro scientifico è diminuito di nuovo, è stata presa la decisione di convertirlo in uso per l'osservazione visiva. A causa della posizione elevata del fuoco Cassegrain sopra il piano di osservazione, è stato sviluppato un sistema di specchi e lenti per consentire la visione da una posizione nella parte inferiore del tubo del telescopio. Con la conversione completata nel 2014, il telescopio da 2,5 metri ha iniziato la sua nuova vita come il più grande telescopio al mondo dedicato all'uso pubblico. L'osservazione regolarmente programmata è iniziata con la stagione osservativa 2015.

Il telescopio ha un potere risolutivo di 0,05 secondi d'arco .

Interferometria

L'interferometria astronomica ha una ricca storia a Mount Wilson. Qui sono stati localizzati non meno di sette interferometri. La ragione di ciò è che l'aria estremamente stabile sopra il Monte Wilson è adatta all'interferometria, l'uso di più punti di osservazione per aumentare la risoluzione abbastanza da consentire la misurazione diretta di dettagli come i diametri delle stelle.

Interferometro stellare da 20 piedi

Il primo di questi interferometri è stato l'interferometro stellare da 20 piedi. Nel 1919 il telescopio Hooker da 100 pollici fu dotato di un accessorio speciale, un interferometro astronomico ottico da 20 piedi sviluppato da Albert A. Michelson e Francis G. Pease. Era attaccato all'estremità del telescopio da 100 pollici e utilizzava il telescopio come piattaforma guida per mantenere l'allineamento con le stelle studiate. Nel dicembre 1920, Michelson e Pease furono in grado di utilizzare l'apparecchiatura per determinare il diametro preciso di una stella, la gigante rossa Betelgeuse, la prima volta che la dimensione angolare di una stella era stata misurata. L'anno successivo, Michelson e Pease misurarono i diametri di altre 6 giganti rosse prima di raggiungere il limite di risoluzione dell'interferometro a fascio di 20 piedi.

Interferometro stellare da 50 piedi

Per espandere il lavoro dell'interferometro da 20 piedi, Pease, Michelson e George E. Hale progettarono un interferometro da 50 piedi che fu installato all'Osservatorio di Mount Wilson nel 1929. Misurava con successo il diametro di Betelgeuse, ma, a parte beta Andromedae, non è stato possibile misurare alcuna stella che non fosse già stata misurata dall'interferometro da 20 piedi.

L'interferometria ottica ha raggiunto il limite della tecnologia disponibile e ci sono voluti circa trent'anni perché calcoli più veloci, rilevatori elettronici e laser rendessero di nuovo possibili interferometri più grandi.

Interferometro spaziale a infrarossi

L' Infrared Spatial Interferometer (ISI), gestito da un ramo dell'Università della California, Berkeley , è una serie di tre telescopi da 1,65 metri che operano nel medio infrarosso. I telescopi sono completamente mobili e il loro attuale sito sul Monte Wilson consente posizionamenti fino a 70 metri di distanza, dando la risoluzione di un telescopio di quel diametro. I segnali vengono convertiti in radiofrequenze attraverso circuiti eterodina e poi combinati elettronicamente utilizzando tecniche copiate dalla radioastronomia . La linea di base più lunga, di 70 metri, fornisce una risoluzione di 0,003 arcsec a una lunghezza d'onda di 11 micrometri. Il 9 luglio 2003, l'ISI ha registrato le prime misure di sintesi dell'apertura di fase di chiusura nel medio infrarosso.

Uno dei sei telescopi dell'array CHARA

Matrice CARA

Il Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA), costruito e gestito dalla Georgia State University , è un interferometro formato da sei telescopi da 1 metro disposti lungo tre assi con una distanza massima di 330 m. I fasci di luce viaggiano attraverso tubi a vuoto e sono ritardati e combinati otticamente, richiedendo un edificio lungo 100 metri con specchi mobili su carrelli per mantenere la luce in fase mentre la terra ruota. CHARA ha iniziato l'uso scientifico nel 2002 e le "operazioni di routine" all'inizio del 2004. Nell'infrarosso, l'immagine integrata può risolversi fino a 0,0005 secondi d'arco. Sei telescopi sono in uso regolare per le osservazioni scientifiche e alla fine del 2005 i risultati delle immagini vengono acquisiti regolarmente. L'array ha catturato la prima immagine della superficie di una stella della sequenza principale diversa dal Sole pubblicata all'inizio del 2007.

Altri telescopi

Un telescopio da 61 cm dotato di un rivelatore a infrarossi acquistato da un appaltatore militare è stato utilizzato da Eric Becklin nel 1966 per determinare per la prima volta il centro della Via Lattea .

Nel 1968, Gerry Neugebauer e Robert B. Leighton condussero la prima indagine del cielo nel vicino IR (2,2 µm) utilizzando un piatto riflettente di 157 cm che avevano costruito all'inizio degli anni '60. Conosciuto come Caltech Infrared Telescope , operava in una modalità di scansione della deriva non guidata utilizzando un fotomoltiplicatore di solfuro di piombo (II) (PbS) letto su carte nautiche. Il telescopio è ora in mostra presso l' Udvar-Hazy Center , parte dello Smithsonian Air and Space Museum .

Storia

Il telescopio solare Snow (1906)
  • Le lettere all'Osservatorio di Mount Wilson sono oggetto di una mostra permanente al Museum of Jurassic Technology di Los Angeles, California . Una piccola sala è dedicata a una raccolta di lettere e teorie insolite ricevute dall'osservatorio intorno al 1915-1935. Queste lettere sono state raccolte anche nel libro No One May Ever Have the Same Knowledge Again: Letters to Mt. Wilson Observatory 1915–1935 ( ISBN  0-9647215-0-3 ).
  • Il monumento storico è stato minacciato durante gli incendi della California dell'agosto 2009 .
  • Il poeta inglese Alfred Noyes era presente per la "prima luce" del telescopio Hooker il 2 novembre 1917. Noyes usò questa notte come ambientazione per l'apertura di Watchers of the Sky, il primo volume della sua trilogia The Torchbearers , un'epopea poesia sulla storia della scienza. Secondo il suo resoconto della notte, il primo oggetto visto nel telescopio fu Giove, e lo stesso Noyes fu il primo a vedere una delle lune del pianeta attraverso il telescopio.
  • Nel settembre 2020, l'osservatorio è stato evacuato a causa del Bobcat Fire . Le fiamme si sono avvicinate entro 500 piedi (150 m) dall'osservatorio il 15 settembre, ma l'osservatorio è stato dichiarato sicuro il 19 settembre.

Nella cultura popolare

L'osservatorio è stato l'ambientazione principale di "Nothing Behind the Door", il primo episodio della serie radiofonica Quiet, Please, trasmessa originariamente l'8 giugno 1947.

L'osservatorio è stato il luogo delle riprese in un episodio a tema spaziale di Check It Out! con il dottor Steve Brulé .

Guarda anche

Riferimenti

link esterno