Las grandes cúpulas telescópicas del Observatorio McDonald. En la esquina superior izquierda, la cúpula del telescopio Hobby-Eberly se encuentra en la cima del monte Fowlkes. En primer plano, la cúpula del telescopio Otto Struve se encuentra a la izquierda y el telescopio Harlan J. Smith a la derecha, sobre el monte Locke.
(Imagen: © Observatorio McDonald)
El Observatorio McDonald es un sitio astronómico con sede en Texas que ha realizado importantes contribuciones en investigación y educación durante más de 80 años.
Administrado por la Universidad de Texas en Austin, el Observatorio McDonald tiene varios telescopios encaramados a una altitud de 6791 pies (2070 metros) sobre el nivel del mar en Mount Locke y Mount Fowlkes, parte de las montañas Davis en el oeste de Texas, a unas 450 millas (724 kilómetros) al oeste de Austin. McDonald "disfruta de los cielos nocturnos más oscuros de cualquier observatorio profesional en los Estados Unidos continentales", según un comunicado de prensa emitido para el 80 aniversario del observatorio.
McDonald es el hogar del telescopio Hobby-Eberly, uno de los telescopios ópticos más grandes del mundo, con un espejo de 36 pies de ancho (11 metros).
Un centro de visitantes ofrece recorridos diurnos por los terrenos y grandes telescopios, observación solar diurna, un programa de crepúsculo en un anfiteatro al aire libre y fiestas nocturnas de estrellas con observación de telescopio.
El observatorio también es conocido por su programa diario StarDate, que funciona en más de 300 estaciones de radio en todo el país.
El regalo de un observatorio
Los regentes de la Universidad de Texas se sorprendieron cuando abrieron el testamento de William Johnson McDonald, un banquero de París, Texas, quien murió en 1926. Había dejado la mayor parte de su fortuna a la universidad con el propósito de construir un observatorio astronómico. . Después de que se llevaron a cabo los procedimientos judiciales, alrededor de $ 850,000 (el equivalente a $ 11 millones hoy) estaba disponible, según la Asociación Histórica del Estado de Texas.
"Se dice que McDonald pensó que un observatorio mejoraría el pronóstico del tiempo y, por lo tanto, ayudaría a los agricultores a planificar su trabajo", dijo la asociación.
Pero había dos desafíos importantes que superar antes de que el deseo de McDonald's pudiera hacerse realidad. Primero, el dinero fue suficiente para construir un observatorio, pero no lo suficiente para administrarlo, por lo que la universidad necesitaría adquirir más fondos. En segundo lugar, en ese momento, la Universidad de Texas no tenía astrónomos en su facultad, por lo que necesitaba reclutar un equipo de expertos espaciales.
Afortunadamente, la Universidad de Chicago tenía astrónomos que buscaban otro telescopio para usar además del telescopio refractor de su universidad en el Observatorio Yerkes. Entonces, los presidentes de las dos universidades llegaron a un acuerdo: la Universidad de Texas construiría el nuevo observatorio y la Universidad de Chicago proporcionaría expertos para operarlo.
Telescopios en el Observatorio McDonald
El primer telescopio principal de McDonald's, más tarde llamado Telescopio Otto Struve en honor al primer director del observatorio, se terminó en 1939 y todavía se usa en la actualidad. Su espejo principal mide 82 pulgadas (2.08 metros) de ancho. Uno de los principales propósitos del telescopio Struve era analizar los colores exactos de la luz proveniente de las estrellas y otros cuerpos celestes, para determinar su composición química, temperatura y otras propiedades. Para hacer esto, el telescopio fue diseñado para enviar luz a través de una serie de espejos a un espectrógrafo, un instrumento que separa la luz en sus colores componentes, en otra habitación. Esto requería que el telescopio se montara en una disposición de ejes y contrapesos de aspecto extraño, diseñada y construida por la compañía Warner & Swasey. "Con su pesado montaje de acero y su marco negro medio abierto, el Struve no es solo un instrumento científico, sino una obra de arte", El sitio web del Observatorio dice.
El telescopio Struve ayudó a los astrónomos a reunir la primera evidencia de una atmósfera en la luna Titán de Saturno. Gerard Kuiper, asistido por el propio Struve, encontró las pistas mientras examinaba las lunas más grandes de nuestro sistema solar en 1944. Kuiper publicó su estudio espectroscópico en el Revista Astrofísica.
En 1956, un telescopio reflector con un espejo de 36 pulgadas (0,9 m) se agregó al sitio McDonald a solicitud de la Universidad de Chicago. Ubicado en una cúpula hecha de roca extraída localmente y restos de metal de la cúpula del telescopio Struve, este instrumento fue diseñado principalmente para medir los cambios en el brillo de las estrellas. Ahora es obsoleto para la investigación profesional, pero se usa regularmente para noches especiales de audiencia pública.
El telescopio Harlan J. Smith, con un espejo principal de 107 pulgadas (2.7 m) de ancho, fue construido por la NASA para examinar otros planetas en preparación para misiones de naves espaciales. Fue el tercer telescopio más grande del mundo cuando vio la primera luz en 1968.
Desde 1969 hasta 1985, el telescopio Smith también se usó para apuntar la luz láser a espejos reflectantes especiales que los astronautas del Apolo dejaron en la luna. Medir el tiempo requerido para que la luz reflejada regrese a la Tierra permite a los astrónomos medir la distancia de la luna con una precisión de 1,2 pulgadas (3 centímetros). Estas medidas, a su vez, contribuyen a nuestra comprensión de la velocidad de rotación de la Tierra, la composición de la luna, los cambios a largo plazo en la órbita de la luna y el comportamiento de la gravedad, incluidos los pequeños efectos predichos por la Teoría general de la relatividad de Albert Einstein.
Cuando se construyó el telescopio Smith, se cortó un agujero circular en el centro de su espejo de cuarzo principal para permitir que la luz pase a los instrumentos en la parte posterior del telescopio. El disco de cuarzo recortado se convirtió en un nuevo espejo de 30 pulgadas (0,8 m) de ancho para otro telescopio. Este instrumento, construido cerca de 1970 y conocido simplemente como el telescopio de 0,8 metros, tiene la ventaja de un campo de visión inusualmente amplio.
El telescopio más grande de McDonald's
Hoy, el gigante en McDonald es el Telescopio Hobby-Eberly (HET), en el vecino Monte Fowlkes, a casi una milla (1.3 km) del grupo de cúpulas originales en el Monte Locke. El HET es un proyecto conjunto de la Universidad de Texas en Austin, la Universidad Estatal de Pensilvania y dos universidades alemanas: Ludwig-Maximilians-Universität München y Georg-August-Universität Göttingen.
Dedicado en 1997, el HET hace un sorprendente contraste tecnológico con el clásico instrumento Struve. El espejo principal de HET no es una sola pieza de vidrio o cuarzo, sino una serie de 91 segmentos hexagonales controlados individualmente que forman un área reflectante en forma de panal de 36 pies (11 m) de ancho. Una torre en forma de hongo al lado de la cúpula principal contiene láseres que apuntan a los segmentos de espejo para probar y ajustar su alineación.
Otra característica notable del HET es que el telescopio puede girar para apuntar hacia cualquier dirección de la brújula, pero no puede inclinarse hacia arriba o hacia abajo para apuntar a diferentes alturas en el cielo. En cambio, el espejo principal está soportado en un ángulo fijo que apunta a 55 grados sobre el horizonte. Un soporte de seguimiento controlado con precisión mueve los instrumentos de recolección de luz a varios lugares sobre el espejo principal, lo que tiene el efecto de apuntar a partes ligeramente diferentes del cielo. Este diseño único y simplificado permitió que el HET se construyera por una fracción del costo de un telescopio convencional de su tamaño, al tiempo que permitía el acceso al 70% del cielo visible desde su ubicación.
El HET fue diseñado principalmente para la espectroscopia, que es un método clave en las áreas de investigación actuales, como medir movimientos de objetos espaciales, determinar distancias a galaxias y descubrir la historia del universo desde el Big Bang.
Planetas habitables y energía oscura.
En 2017, el HET fue rededicado después de una actualización de $ 40 millones. El sistema de seguimiento fue reemplazado por una nueva unidad que usa más del espejo principal y tiene un campo de visión más amplio. Y, se crearon nuevos instrumentos de detección.
Uno de los nuevos instrumentos es el Habitable Zone Planet Finder (HPF), construido en colaboración con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. El HPF está optimizado para estudiar la luz infrarroja de las estrellas enanas rojas frías cercanas, de acuerdo con un anuncio del observatorio Estas estrellas tienen una larga vida útil y podrían proporcionar energía constante para los planetas que orbitan cerca de ellas. El HPF permite mediciones precisas de la velocidad radial de una estrella, medida por el cambio sutil en el color de los espectros de la estrella cuando es arrastrada por un planeta en órbita, que es información crítica en el descubrimiento y confirmación de nuevos planetas.
Avanzando en otra frontera está el Experimento de Energía Oscura del Telescopio Hobby-Eberly (HETDEX). Considerado como el primer gran experimento que busca la fuerza misteriosa que impulsa la expansión del universo, el HETDEX "nos dirá qué constituye casi tres cuartos de todo el asunto y energía en el universo. Nos dirá si las leyes de la gravedad son correctas y revelará nuevos detalles sobre el Big Bang en el que nació el universo ", HETDEX sitio web del proyecto dice.
Una pieza clave de la tecnología para la búsqueda de energía oscura son los Espectrógrafos de Unidad Replicable de Campo Integral Visible, o VIRUS, un conjunto de 156 espectrógrafos montados junto al telescopio y que reciben luz a través de 35,000 fibras ópticas que provienen del telescopio. Con este paquete de instrumentos idénticos que comparten el telescopio, el HET puede observar varios cientos de galaxias a la vez, midiendo cómo su luz se ve afectada por sus propios movimientos y la expansión del universo.
El HETDEX pasará aproximadamente tres años observando un mínimo de 1 millón de galaxias para producir un mapa grande que muestre la tasa de expansión del universo durante diferentes períodos de tiempo. Cualquier cambio en la rapidez con que crece el universo podría generar diferencias en la energía oscura.
Manteniendo los cielos oscuros
En 2019, el Observatorio McDonald recibió una subvención de Apache Corp., una compañía de exploración y producción de petróleo y gas, para promover la conciencia del valor de los cielos oscuros como recurso natural y como ayuda para la investigación astronómica. El obsequio financiará programas educativos, eventos de divulgación y una nueva exhibición en el centro de visitantes del observatorio. Según el observatorio anuncio, Apache ha servido como modelo para otros negocios en el oeste de Texas al ajustar y proteger las luces en sus sitios de perforación e instalaciones relacionadas.
Recursos adicionales:
- Ver este video introductorio al Observatorio McDonald.
- Siga las últimas noticias y fotos del Observatorio McDonald en la organización. pagina de Facebook.
- Aprende más sobre el Observatorio Programa de radio StarDate.
Este artículo fue actualizado el 15 de noviembre de 2019 por el colaborador de Space.com Steve Fentress.
