Astronomowie na szczytach gór

• Kwiecień 28, 2024

Duże teleskopy w wysokich górach, przyciągające astronomów do egzotycznie brzmiących miejsc. Ale czy to jest tak efektowne, jak się wydaje? Niezupełnie, twierdzą naukowcy, ale masz szansę uzyskać wspaniałe obserwacje.

Celeste przy teleskopie
Zacznijmy naszą historię od Celeste, a nie astronoma. To kriogeniczny spektrometr Echelle wykonany w NASA Goddard Space Flight Center. Spektrometr rozbija światło przychodzące na różne długości fal, aby uzyskać widmo. „Echelle” odnosi się do określonego rodzaju spektrometru.

Celeste jest zaprojektowany do pracy w podczerwieni, której nie widzą nasze oczy, chociaż możemy go wyczuć jako ciepło. Aby uzyskać widma astronomicznych źródeł podczerwieni, Celeste musi być zimna, aby nie została zalana lokalnymi źródłami ciepła, w tym własną pracą. W tym momencie dochodzi kriogenika. Jest chłodzony ciekłym azotem i ciekłym helem do 6K. To -267 stopni C / -449 stopni F.

Zespół wsparcia naziemnego Goddard dla misji Cassini Saturn używa Celeste w różnych teleskopach.

Ogromna burza Saturna
W grudniu 2010 r. Na Saturnie zauważono potężną burzę. Szaleje aż do następnego roku. Następnie, gdy nie były już widoczne, jego efekty były nadal wykrywalne w podczerwieni do 2012 roku. CIRS (kompozytowy spektrometr podczerwieni Cassini) wykonał pomiary pokazujące wzrost temperatury w górnej atmosferze Saturna do 93 stopni C (150 stopni F) powyżej jego wartości normalnej. „Aby uzyskać zmianę temperatury o tej samej skali na Ziemi, należy przejść od głębokości zimy w Fairbanks na Alasce do szczytu lata na pustyni Mojave” - skomentowała Brigette Hesman, planetolog z Goddard.

Ale Cassini ma inne cele do zbadania i nie mogła stale obserwować. Tutaj wkracza drużyna wsparcia naziemnego, zabierając Celeste do dwóch teleskopów, aby wypełnić niektóre puste pola. Brigette Hesman była częścią zespołu.

Brigette idzie na hawajczyk
Wyobraź sobie, że wybierasz się na Hawaje. Co spakować? Kostium kąpielowy, krem ​​przeciwsłoneczny, okulary przeciwsłoneczne, lekka lektura? Nie do końca to, co myślała Brigette. Potrzebowałaby osłony przeciwsłonecznej i okularów przeciwsłonecznych, ale koncentrowała się na ciepłym płaszczu zimowym i laptopie, aby nadrobić zaległości w czytaniu w pracy.

Zespół Goddard skierował się do brytyjskiego teleskopu na podczerwień na Mauna Kea na wysokości 4200 m (prawie 14 000 stóp) nad poziomem morza. Tak wysoko, że powietrze, którym oddychasz, ma 40% mniej tlenu niż na poziomie morza. Występuje również większe narażenie na szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe, dlatego należy chronić skórę i oczy.

Duża wysokość może być niebezpieczna. W arkuszu dla gości z University of Hawaii wymieniono typowe objawy choroby wysokościowej: „bóle głowy, senność, nudności, zaburzenia stanu psychicznego, utrata równowagi, zaburzenia rozumu”. Wszyscy odwiedzający powinni zatrzymać się w centrum dla odwiedzających, które jest na 2775 m (9200 stóp), aby spędzić czas na dostosowaniu się do wysokości przed udaniem się na szczyt. W zależności od obiektu, astronomowie odwiedzający muszą spędzić w centrum od ośmiu godzin do pełnej nocy, zanim pójdą do teleskopu.

Droga dojazdowa na szczyt obejmuje strome zbocza, a pierwsze pięć mil jest nieutwardzone, lub, jak opisuje to Brigette, „chrzęścisz po wulkanicznej skalnej drodze bez barier ochronnych”. Na górze po „wspinaniu się przez chmury” jest nie tylko zimno, ale może też padać śnieg. Pewna astronomka, którą znam, obserwowała czas na jednym z teleskopów Mauna Kea, ale kiedy skończyła się regulacja wysokości, zobaczył tylko śnieg. I oczywiście nie możesz po prostu zejść na słoneczne plaże, dopóki pogoda się nie poprawi, ponieważ musisz wtedy dostosować się do wysokości.

Ale ogólnie warunki obserwacji są bardzo dobre na Mauna Kea, dlatego ma tak wiele teleskopów. Z pewnością zespół Goddarda otrzymał wiele przydatnych danych.

Jednak zanim zaczęli obserwować, musieli wyciągnąć Celeste z opakowań, złożyć je i ustawić. Wszystko w pudełkach jest starannie oznakowane. Złożenie go może zająć do dwóch dni. Musisz zachować szczególną ostrożność, robiąc to na wysokości 14 000 stóp. Brigitte mówi, że ma migrenę, źle się czuje i jest zmęczona, ale źle śpi. Ale z punktu widzenia montażu skomplikowanego i kosztownego sprzętu najgorsze jest to, że „na wysokości jesteśmy naprawdę głupi”. Podczas montażu Celeste wszystko, co robią, musi być zarejestrowane na piśmie, aby było jasne, co zostało zrobione i jaki jest następny krok.

Nieoczekiwanym zagrożeniem dużych wysokości, znanym alpinistom i pilotom wojskowym, jest zwiększone wzdęcia. Spadek ciśnienia powietrza powoduje wzrost objętości gazu jelitowego. . . ze zwykłymi konsekwencjami. To zdecydowanie nie jest efektowne!

Szczyt Kitt
Spektrometr Cassiniego wykrył wyjątkowo wysokie temperatury na Saturnie, ale zespół Goddarda z Celeste znalazł etylen gazowy (zwykle nie wykrywany na Saturnie) w ilościach sto razy większych niż jakikolwiek model. Odkryli to w McMath-Pierce Solar Telescope. Jest to największy teleskop słoneczny na świecie i tak czuły, że można go używać w nocy do obserwowania jasnych obiektów.

Prawdopodobnie Arizona brzmi tak egzotycznie dla wielu ludzi jak Hawaje, ale Kitt Peak jest znacznie bardziej dostępny niż Mauna Kea. Dojazd do Tucson zajmuje około dziewięćdziesięciu minut, a droga do obserwatoriów jest wybrukowana i dobrze wyrównywana. Na wysokości 2000 m (prawie 7000 stóp) osoby z problemami zdrowotnymi są ostrzegane o wysokości. Ale nie jest wyższa niż Santa Fe, Nowy Meksyk i wiele miast w Kolorado.

Więc co jest dzieje się w atmosferze Saturna? Astronomowie nadal nie wiedzą, ale dane zebrane na szczytach gór pomogą zrozumieć gigantyczne planety.

Dziękuję Brigette Hesman za umożliwienie mi wykorzystania jej historii jako podstawy tego artykułu.

Instrukcje Wideo: Obserwatoria górskie - Astronomia niepodległa #10 (Kwiecień 2024).