Hale Telescope - Hale Telescope
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| Nomeado após |
George Ellery Hale 
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| Parte de |
Observatório Palomar
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| Localizações) | Califórnia |
| Coordenadas |
33 ° 21 23 ″ N 116 ° 51 54 ″ W / 33,35631 ° N 116,86489 ° W Coordenadas: 33 ° 21 23 ″ N 116 ° 51 54 ″ W / 33,35631 ° N 116,86489 ° W
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| Altitude | 1.713 m (5.620 pés)
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| Construído | 1936-1948
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| Primeira luz | 26 de janeiro de 1949, 10:06 pm PST |
| Descoberto | Caliban , Sycorax , Jupiter LI , Alcor B |
| Estilo telescópio |
telescópio óptico telescópio refletor
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| Diâmetro | 200 pol (5,1 m)
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| Área de coleta | 31.000 pol. Quadrada (20 m 2 )
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| Comprimento focal | 16,76 m (55 pés 0 pol.)
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| Montagem |
montagem equatorial
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| Local na rede Internet |
www
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  Localização do telescópio Hale | |
 Mídia relacionada no Wikimedia Commons
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O telescópio Hale é um telescópio refletor f /3.3 de 200 polegadas (5,1 m) do Observatório Palomar no condado de San Diego , Califórnia , EUA, em homenagem ao astrônomo George Ellery Hale . Com financiamento da Fundação Rockefeller em 1928, ele orquestrou o planejamento, projeto e construção do observatório, mas como o projeto acabou demorando 20 anos, ele não viveu para ver seu comissionamento. O Hale foi pioneiro para a época, com o dobro do diâmetro do segundo maior telescópio , e foi pioneiro em muitas novas tecnologias no design de montagem do telescópio e no design e fabricação de seu grande espelho Pyrex de baixa expansão térmica revestido de alumínio "favo de mel" . Foi concluído em 1949 e ainda está em uso.
O telescópio Hale representou o limite tecnológico na construção de grandes telescópios ópticos por mais de 30 anos. Foi o maior telescópio do mundo desde sua construção em 1949 até o BTA-6 soviético ser construído em 1976, e o segundo maior até a construção do Observatório Keck Keck 1 no Havaí em 1993.
História
Hale supervisionou a construção dos telescópios no Observatório Mount Wilson com doações da Carnegie Institution de Washington : o telescópio de 60 polegadas (1,5 m) em 1908 e o telescópio de 100 polegadas (2,5 m) em 1917. Esses telescópios foram muito bem-sucedidos , levando ao rápido avanço na compreensão da escala do Universo ao longo da década de 1920 e demonstrando a visionários como Hale a necessidade de colecionadores ainda maiores.
O designer óptico chefe do telescópio anterior de 100 polegadas de Hale foi George Willis Ritchey , que pretendia que o novo telescópio tivesse um design Ritchey-Chrétien . Comparado com o primário parabólico usual, este projeto teria fornecido imagens mais nítidas em um campo de visão utilizável maior. No entanto, Ritchey e Hale tiveram um desentendimento. Com o projeto já atrasado e acima do orçamento, Hale se recusou a adotar o novo design, com suas curvaturas complexas, e Ritchey deixou o projeto. O telescópio Mount Palomar Hale acabou por ser o último telescópio líder mundial a ter um espelho primário parabólico .
Em 1928, Hale garantiu uma doação de US $ 6 milhões da Fundação Rockefeller para "a construção de um observatório, incluindo um telescópio refletor de 200 polegadas" a ser administrado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), do qual Hale foi um dos membros fundadores. No início da década de 1930, Hale selecionou um local a 1.700 m (5.600 pés) na montanha Palomar no condado de San Diego, Califórnia , EUA, como o melhor local e com menor probabilidade de ser afetado pelo crescente problema de poluição luminosa em centros urbanos como Los Angeles . A Corning Glass Works recebeu a tarefa de fazer um espelho primário de 200 polegadas (5,1 m). A construção das instalações do observatório e da cúpula começou em 1936, mas por causa das interrupções causadas pela Segunda Guerra Mundial , o telescópio não foi concluído até 1948, quando foi dedicado. Devido a pequenas distorções nas imagens, as correções foram feitas no telescópio ao longo de 1949. Ele se tornou disponível para pesquisas em 1950.
Um modelo funcional em escala de um décimo do telescópio também foi feito na Corning.
A serra de 200 polegadas (510 cm) telescópio primeira luz em 26 de Janeiro de 1949, às 10:06 pm PST sob a direção do astrônomo americano Edwin Powell Hubble , visando NGC 2261 , um objeto também conhecido como variável nebulosa de Hubble. As fotos feitas então foram publicadas na literatura astronômica e na edição de 7 de maio de 1949 da Collier's Magazine .
O telescópio continua a ser usado todas as noites claras para pesquisas científicas por astrônomos da Caltech e seus parceiros operacionais, a Universidade Cornell , a Universidade da Califórnia e o Laboratório de Propulsão a Jato . Ele é equipado com modernos geradores de imagens ópticas e infravermelhas, espectrógrafos e um sistema óptico adaptativo . Ele também usou imagem por câmera da sorte , que em combinação com a óptica adaptativa empurrou o espelho para perto de sua resolução teórica para certos tipos de visualização.
Uma das amostras de vidro do Corning Labs para o Hale foi usada para o espelho primário de 120 polegadas (300 cm) do telescópio C. Donald Shane .
A área de coleta do espelho é de cerca de 31.000 polegadas quadradas (20 metros quadrados).
Componentes
O Hale não era apenas grande, era melhor: ele combinava tecnologias inovadoras, incluindo um novo vidro de expansão inferior da Corning, uma treliça Serruier recém-inventada e alumínio com depósito de vapor.
Estruturas de montagem
O telescópio Hale usa um tipo especial de montagem equatorial chamado "montagem em ferradura", uma montagem em jugo modificada que substitui o rolamento polar por uma estrutura aberta em "ferradura" que dá ao telescópio acesso total a todo o céu, incluindo Polaris e estrelas próximas a ele . O conjunto de tubo óptico (OTA) usa uma treliça Serrurier , então recentemente inventada por Mark U. Serrurier da Caltech em Pasadena em 1935, projetada para flexionar de forma a manter todas as ópticas alinhadas. Theodore von Karman projetou o sistema de lubrificação para evitar problemas potenciais com turbulência durante o rastreamento.
À direita: Princípio de operação de uma treliça Serrurier semelhante à do telescópio Hale em comparação com uma treliça simples. Para maior clareza, apenas os elementos estruturais superior e inferior são mostrados. As linhas vermelhas e verdes denotam elementos sob tensão e compressão , respectivamente.
Espelho de 200 polegadas
Originalmente, o telescópio Hale usaria um espelho primário de quartzo fundido fabricado pela General Electric, mas em vez disso, o espelho primário foi fundido em 1934 na Corning Glass Works no estado de Nova York usando o então novo material da Corning chamado Pyrex ( vidro de borosilicato ). O Pyrex foi escolhido por suas qualidades de baixa expansão, de forma que o grande espelho não distorcesse as imagens produzidas quando mudasse de forma devido às variações de temperatura (um problema que atormentava os grandes telescópios anteriores).
O espelho foi fundido em um molde com 36 blocos de molde elevados (semelhante em formato a um ferro waffle ). Isso criou um espelho em forma de favo de mel que cortou a quantidade de Pyrex necessária de mais de 40 toneladas curtas (36 t) para apenas 20 toneladas curtas (18 t), fazendo um espelho que esfriaria mais rápido em uso e teria vários "pontos de montagem" no de volta para distribuir uniformemente seu peso (observação - consulte o artigo de links externos de 1934 para desenhos). A forma de um orifício central também fazia parte do molde para que a luz pudesse passar através do espelho acabado quando ele era usado na configuração Cassegrain (um plugue Pyrex para este orifício também foi feito para ser usado durante o processo de lixamento e polimento). Enquanto o vidro estava sendo derramado no molde durante a primeira tentativa de moldar o espelho de 200 polegadas, o calor intenso fez com que vários dos blocos de moldagem se soltassem e flutuassem para o topo, arruinando o espelho. O espelho defeituoso foi usado para testar o processo de recozimento. Depois que o molde foi reprojetado, um segundo espelho foi lançado com sucesso.
Depois de esfriar por vários meses, a placa de espelho acabada foi transportada por trem para Pasadena, Califórnia. Uma vez em Pasadena, o espelho foi transferido do vagão para um semirreboque especialmente projetado para transporte rodoviário, onde seria polido. Na oficina ótica em Pasadena (agora o edifício Síncrotron na Caltech) técnicas padrão de fabricação de espelhos telescópicos foram usadas para transformar o bloco plano em uma forma parabólica côncava precisa, embora tivessem que ser executados em grande escala. Um gabarito de célula de espelho especial de 240 pol. (6,1 m) 25.000 lb (11 t) foi construído, o qual poderia empregar cinco movimentos diferentes quando o espelho fosse esmerilhado e polido. Ao longo de 13 anos, quase 10.000 lb (4,5 t) de vidro foram esmerilhados e polidos, reduzindo o peso do espelho para 14,5 toneladas curtas (13,2 t). O espelho foi revestido (e ainda é revestido novamente a cada 18–24 meses) com uma superfície refletiva de alumínio usando o mesmo processo de deposição a vácuo de alumínio inventado em 1930 pelo físico e astrônomo da Caltech John Strong .
O espelho de 200 polegadas (510 cm) do Hale estava perto do limite tecnológico de um espelho primário feito de uma única peça rígida de vidro. Usar um espelho monolítico muito maior do que o Hale de 5 metros ou o BTA-6 de 6 metros é proibitivamente caro devido ao custo do espelho e da estrutura maciça necessária para suportá-lo. Um espelho além desse tamanho também cederia ligeiramente sob seu próprio peso conforme o telescópio é girado para posições diferentes, mudando a forma de precisão da superfície, que deve ter uma precisão de 2 milionésimos de polegada (50 nm ). Telescópios modernos com mais de 9 metros usam um design de espelho diferente para resolver este problema, com um único espelho fino e flexível ou um agrupamento de espelhos segmentados menores , cuja forma é continuamente ajustada por um sistema óptico ativo controlado por computador usando atuadores embutidos no suporte do espelho célula .
cúpula
O peso móvel da cúpula superior é de cerca de 1000 toneladas americanas e pode girar sobre rodas. As portas do domo pesam 125 toneladas cada.
A cúpula é feita de placas de aço soldadas com cerca de 10 mm de espessura.
Observações e pesquisas
A primeira observação do telescópio Hale foi a do NGC 2261 em 26 de janeiro de 1949.
A aproximação do Cometa Halley (1P) em 1986 ao Sol foi detectada pela primeira vez pelos astrônomos David C. Jewitt e G. Edward Danielson em 16 de outubro de 1982 usando o telescópio Hale de 200 polegadas equipado com uma câmera CCD .
Duas luas do planeta Urano foram descobertas em setembro de 1997, elevando o total de luas conhecidas do planeta para 17 naquela época. Um foi Caliban (S / 1997 U 1), que foi descoberto em 6 de setembro de 1997 por Brett J. Gladman , Philip D. Nicholson , Joseph A. Burns e John J. Kavelaars usando o telescópio Hale de 200 polegadas . A outra lua uraniana descoberta então é Sycorax (designação inicial S / 1997 U 2) e também foi descoberta usando o telescópio Hale de 200 polegadas.
Em 1999, os astrônomos usaram uma câmera de infravermelho próximo e óptica adaptativa para obter algumas das melhores imagens do planeta Netuno baseadas na superfície da Terra até então. As imagens foram nítidas o suficiente para identificar nuvens na atmosfera do gigante de gelo.
A pesquisa Cornell Mid-Infrared Asteroid Spectroscopy (MIDAS) usou o telescópio Hale com um espectrógrafo para estudar espectros de 29 asteróides. Um exemplo de resultado desse estudo é que o asteróide 3 Juno foi determinado como tendo um raio médio de 135,7 ± 11 km usando os dados infravermelhos.
Em 2009, usando um coronógrafo, o telescópio Hale foi usado para descobrir a estrela Alcor B , que é uma companheira de Alcor na famosa constelação da Ursa Maior .
Em 2010, um novo satélite do planeta Júpiter foi descoberto com o Hale de 200 polegadas, denominado S / 2010 J 1 e mais tarde denominado Júpiter LI .
Em outubro de 2017, o telescópio Hale foi capaz de registrar o espectro do primeiro objeto interestelar reconhecido, 1I / 2017 U1 ("ʻOumuamua"); embora nenhum mineral específico tenha sido identificado, mostrou que o visitante tinha uma cor de superfície avermelhada.
Imagem direta de exoplanetas
Até o ano de 2010, os telescópios só podiam obter imagens de exoplanetas diretamente em circunstâncias excepcionais. Especificamente, é mais fácil obter imagens quando o planeta é especialmente grande (consideravelmente maior que Júpiter ), amplamente separado de sua estrela-mãe e quente, de modo que emite intensa radiação infravermelha. No entanto, em 2010, uma equipe da NASA 's Jet Propulsion Laboratory demonstraram que uma coronógrafo vortex poderia permitir que pequenos escopos para diretamente planetas imagem. Eles fizeram isso capturando imagens dos planetas HR 8799 previamente fotografados usando apenas uma porção de 1,5 m do telescópio Hale.
Comparação
O Hale tinha quatro vezes a área de coleta de luz do segundo maior telescópio quando foi comissionado em 1949. Outros telescópios contemporâneos eram o Telescópio Hooker no Observatório Mount Wilson e o Telescópio Otto Struve no Observatório McDonald.
| # | Nome / Observatório |
Imagem | Abertura | Altitude | Primeira Luz |
Defensores especiais |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Hale Telescope Palomar Obs. |
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200 polegadas 508 cm |
1713 m (5620 pés) |
1949 |
George Ellery Hale John D. Rockefeller Edwin Hubble |
| 2 |
Telescópio Hooker Mount Wilson Obs. |
|
100 polegadas 254 cm |
1742 m (5715 pés) |
1917 |
George Ellery Hale Andrew Carnegie |
| 3 |
McDonald Obs. Observatório McDonald de 82 polegadas (ou seja, Telescópio Otto Struve) |
|
82 polegadas 210 cm |
2.070 m (6791 pés) |
1939 | Otto Struve |
Veja também
- Lista de observatórios astronômicos
- Lista dos maiores telescópios ópticos historicamente
- Lista dos maiores telescópios ópticos do século 20
- Listas de telescópios
Referências
Leitura adicional
- Hale, George Ellery (13 de maio de 1898). “A função dos grandes telescópios” . Ciência . 7 (176): 650–662. doi : 10.1126 / science.7.176.650 . PMID 17794011 .
- Hale, George Ellery (abril de 1928). “As possibilidades dos grandes telescópios” . Revista Harper . (assinatura necessária)
- Hale, George Ellery (novembro de 1929). "Construindo o telescópio de 200 polegadas" . Revista Harper . (assinatura necessária)
- Bonnier Corporation (junho de 1934). "Novo telescópio gigante" . Ciência popular . Bonnier Corporation. p. 13
- Hubble, Edwin (agosto de 1947). "O telescópio Hale de 200 polegadas e alguns problemas que pode resolver" . Publicações da Astronomical Society of the Pacific . 59 (349): 153–167. doi : 10.1086 / 125931 . JSTOR 40671816 .
- Richardson, RS (agosto de 1948). "Dedicação do telescópio Hale" . Publicações da Astronomical Society of the Pacific . 60 (355): 215–219. Bibcode : 1948PASP ... 60..215R . doi : 10.1086 / 126041 . JSTOR 40671980 .
- Bowen, IS (março de 1965). "Explorações com o telescópio Hale" . Folhetos da Astronomical Society of the Pacific . 9 (429): 225. bibcode : 1965ASPL .... 9..225B .
- Preston, Richard (1987). Primeira luz: a busca pelo limite do universo . Atlantic Monthly Press. ISBN 978-0-87113-200-0.
- Florence, Ronald (4 de agosto de 1995). A máquina perfeita: construindo o telescópio Palomar . HarperCollins. ISBN 978-0-06-092670-0.