Observatorio del monte Wilson
El Observatorio Mount Wilson (MWO) es un observatorio astronómico en el condado de Los Ángeles, California, Estados Unidos. El MWO está ubicado en Mount Wilson, un pico de 1.740 metros (5.710 pies) en las montañas de San Gabriel, cerca de Pasadena, al noreste de Los Ángeles.
El observatorio contiene dos telescopios históricamente importantes: el telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m), que fue el telescopio de apertura más grande del mundo desde su finalización en 1917 hasta 1949, y el telescopio de 60 pulgadas, que fue el telescopio operativo más grande telescopio en el mundo cuando se completó en 1908. También contiene el telescopio solar Snow completado en 1905, la torre solar de 60 pies (18 m) completada en 1908, la torre solar de 150 pies (46 m) completada en 1912 y el Conjunto CHARA, construido por la Universidad Estatal de Georgia, que entró en pleno funcionamiento en 2004 y fue el interferómetro óptico más grande del mundo cuando se completó.
Debido a la capa de inversión que atrapa el aire caliente y el smog sobre Los Ángeles, Mount Wilson tiene un aire más estable que cualquier otro lugar de América del Norte, lo que lo hace ideal para la astronomía y, en particular, para la interferometría. La creciente contaminación lumínica debido al crecimiento del gran Los Ángeles ha limitado la capacidad del observatorio para participar en la astronomía del espacio profundo, pero sigue siendo un centro productivo, con CHARA Array continuando con importantes investigaciones estelares.
Los esfuerzos iniciales para montar un telescopio en el Monte Wilson ocurrieron en la década de 1880 por uno de los fundadores de la Universidad del Sur de California, Edward Falles Spence, pero murió sin terminar el esfuerzo de financiación. El observatorio fue concebido y fundado por George Ellery Hale, quien previamente había construido el telescopio de 1 metro en el Observatorio Yerkes, entonces el telescopio más grande del mundo. El Observatorio Solar Mount Wilson fue financiado por primera vez por la Institución Carnegie de Washington en 1904, arrendando el terreno a los propietarios del Hotel Mount Wilson en 1904. Entre las condiciones del arrendamiento estaba que permitía el acceso público.
Telescopios solares
Hay tres telescopios solares en el Observatorio Mount Wilson. Hoy en día, solo uno de estos telescopios, la Torre Solar de 60 pies, todavía se usa para la investigación solar.
Telescopio Solar de Nieve
El Snow Solar Telescope fue el primer telescopio instalado en el incipiente Observatorio Solar Mount Wilson. Fue el primer telescopio solar montado permanentemente en el mundo. Anteriormente, los telescopios solares eran portátiles para poder llevarlos a los eclipses solares en todo el mundo. El telescopio fue donado al Observatorio Yerkes por Helen Snow de Chicago. George Ellery Hale, entonces director de Yerkes, hizo llevar el telescopio a Mount Wilson para ponerlo en servicio como un instrumento científico adecuado. Su espejo primario de 61 cm (24 pulgadas) con una distancia focal de 18 m (60 pies), junto con un espectrógrafo, realizó un trabajo innovador en el espectro de las manchas solares, el desplazamiento Doppler del disco solar giratorio e imágenes solares diarias en varias longitudes de onda.. Pronto siguió la investigación estelar, ya que las estrellas más brillantes podían tener sus espectros registrados con exposiciones muy largas en placas de vidrio. Hoy en día, el telescopio solar Snow es utilizado principalmente por estudiantes universitarios que reciben capacitación práctica en física solar y espectroscopia. También se usó públicamente para el tránsito de Mercurio por la cara del sol el 9 de mayo de 2016.
Torre solar de 60 pies
La Torre Solar de 18 m (60 pies) pronto se construyó sobre el trabajo iniciado en el telescopio Snow. Cuando se completó en 1908, el diseño de la torre vertical del telescopio solar de distancia focal de 60 pies permitió una resolución mucho mayor de la imagen y el espectro solar que la que podía lograr el telescopio Snow. La mayor resolución provino de situar la óptica más arriba del suelo, evitando así la distorsión causada por el calentamiento del suelo por el sol. El 25 de junio de 1908, Hale registraría la división de Zeeman en el espectro de una mancha solar, mostrando por primera vez que existían campos magnéticos en algún lugar además de la Tierra. Un descubrimiento posterior fue la polaridad invertida en las manchas solares del nuevo ciclo solar de 1912. El éxito de la Torre de 60 pies llevó a Hale a buscar otro telescopio de torre más alto. En la década de 1960, Robert Leighton descubrió que el sol tenía una oscilación de 5 minutos y nació el campo de la heliosismología. La Torre de 60 pies es operada por el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad del Sur de California.
Torre solar de 150 pies
La torre solar de distancia focal de 46 m (150 pies) amplió el diseño de torre solar con su diseño de torre en torre. (La torre tiene en realidad 176 pies (54 m) de altura). Una torre interior soporta la óptica superior, mientras que una torre exterior, que rodea completamente la torre interior, soporta la cúpula y los pisos alrededor de la óptica. Este diseño permitió el aislamiento completo de la óptica del efecto del viento que balancea la torre. Dos espejos alimentan la luz del sol a una lente de 30 cm (12 pulgadas) que enfoca la luz en la planta baja. Se completó por primera vez en 1910, pero la óptica insatisfactoria provocó un retraso de dos años antes de que se instalara una lente doble adecuada. La investigación incluyó rotación solar, polaridades de manchas solares, dibujos de manchas solares diarias y muchos estudios de campo magnético. El telescopio solar sería el más grande del mundo durante 50 años hasta que se completó el telescopio solar McMath-Pierce en Kitt Peak en Arizona en 1962. En 1985, UCLA se hizo cargo de la operación de la torre solar de los Observatorios Carnegie después de que fuera decidió dejar de financiar el observatorio.
Telescopio de 60 pulgadas
Para el telescopio de 60 pulgadas, George Ellery Hale recibió el espejo en bruto de 60 pulgadas (1,5 m), fundido por Saint-Gobain en Francia, en 1896 como regalo de su padre, William Hale. Era un disco de vidrio de 19 cm de espesor y un peso de 860 kg. Sin embargo, no fue hasta 1904 que Hale recibió fondos de la Institución Carnegie para construir un observatorio. La molienda comenzó en 1905 y tomó dos años. El montaje y la estructura del telescopio se construyeron en San Francisco y apenas sobrevivieron al terremoto de 1906. Transportar las piezas hasta la cima del monte Wilson fue una tarea enorme. La primera luz fue el 8 de diciembre de 1908. Era, en ese momento, el telescopio operativo más grande del mundo. El Leviatán de Parsonstown de Lord Rosse, un telescopio de 1,8 metros (72 pulgadas) construido en 1845, estaba fuera de servicio en la década de 1890.
Aunque un poco más pequeño que el Leviatán, el de 60 pulgadas tenía muchas ventajas, incluido un sitio mucho mejor, un espejo de vidrio en lugar de un espéculo de metal y una montura de precisión que podía seguir con precisión cualquier dirección en el cielo, por lo que el 60 pulgadas fue un gran avance.
El telescopio de 60 pulgadas es un telescopio reflector construido para configuraciones newtonianas, cassegrain y coudé. Actualmente se utiliza en la configuración Cassegrain doblada. Se convirtió en uno de los telescopios más productivos y exitosos de la historia astronómica. Su diseño y su poder de captación de luz permitieron ser pioneros en el análisis espectroscópico, las mediciones de paralaje, la fotografía de nebulosas y la fotografía fotométrica. Aunque nueve años después fue superado en tamaño por el telescopio Hooker de 100 pulgadas, el telescopio de 60 pulgadas siguió siendo uno de los más grandes en uso durante décadas.
En 1992, el telescopio de 60 pulgadas se equipó con uno de los primeros sistemas de óptica adaptativa, el Experimento de compensación atmosférica (ACE). El sistema de 69 canales mejoró el poder de resolución potencial del telescopio de 0,5 a 1,0 segundos de arco a 0,07 segundos de arco. ACE fue desarrollado por DARPA para el sistema de Iniciativa de Defensa Estratégica, y la Fundación Nacional de Ciencias financió la conversión civil.
Hoy en día, el telescopio se usa para divulgación pública. Es el segundo telescopio más grande del mundo dedicado al público en general. Los oculares de 10 cm hechos a medida se ajustan a su foco utilizando la configuración de cassegrain doblado para proporcionar vistas de la Luna, los planetas y los objetos del cielo profundo. Los grupos pueden reservar el telescopio para una noche de observación.
Telescopio Hooker de 100 pulgadas
El telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) ubicado en el Observatorio Mount Wilson, California, se completó en 1917 y fue el telescopio más grande del mundo desde 1917 hasta 1949. Es uno de los telescopios más famosos en astronomía observacional del siglo XX. Fue utilizado por Edwin Hubble para realizar observaciones con las que produjo dos resultados fundamentales que cambiaron la visión científica del Universo. Usando las observaciones que hizo en 1922-1923, Hubble pudo demostrar que el Universo se extiende más allá de la galaxia de la Vía Láctea y que varias nebulosas estaban a millones de años luz de distancia. Luego mostró que el universo se estaba expandiendo.
| Año | Descripción |
|---|---|
| 1923 | Edwin Hubble demuestra conclusivamente que la nebulosa Andromeda es externa a la Vía Láctea |
| 1929 | Hubble y Milton Humason confirman que el Universo se está expandiendo, miden su tasa de expansión y miden el tamaño del Universo conocido |
| 1930s | Fritz Zwicky encuentra evidencia para la materia oscura |
| 1938 | Seth Nickolson encuentra dos satélites de Júpiter, llamados #10 y #11. |
| 1940s | Las observaciones de Walter Baade conducen a la distinción de poblaciones estelares y al descubrimiento de dos tipos diferentes de estrellas variables Cepheid, que duplican el tamaño del universo conocido anteriormente calculado por Hubble |
Construcción
Una vez que el proyecto del telescopio de sesenta pulgadas estuvo en marcha, Hale se dedicó de inmediato a crear un telescopio más grande. John D. Hooker proporcionó un financiamiento crucial de $45,000 para la compra y pulido del espejo, mientras que Andrew Carnegie proporcionó fondos para completar el telescopio y la cúpula. La fábrica de Saint-Gobain fue nuevamente elegida para moldear un espacio en blanco en 1906, que se completó en 1908. Después de problemas considerables con el espacio en blanco (y posibles reemplazos), el telescopio Hooker se completó y vio la "primera luz" el 2 de noviembre de 1917. Al igual que con el telescopio de sesenta pulgadas, los cojinetes son asistidos por el uso de flotadores de mercurio para soportar el peso de 100 toneladas del telescopio.
En 1919, el telescopio Hooker se equipó con un accesorio especial, un interferómetro astronómico óptico de 6 metros desarrollado por Albert A. Michelson, mucho más grande que el que había usado para medir los satélites de Júpiter. Michelson pudo usar el equipo para determinar el diámetro preciso de las estrellas, como Betelgeuse, la primera vez que se midió el tamaño de una estrella. Henry Norris Russell desarrolló su sistema de clasificación de estrellas basado en observaciones utilizando Hooker.
En 1935, el revestimiento de plata utilizado desde 1917 en el espejo Hooker fue reemplazado por un revestimiento de aluminio más moderno y duradero que reflejaba un 50 % más de luz que el antiguo revestimiento de plata. El nuevo método de recubrimiento de los espejos del telescopio se probó por primera vez en el espejo más antiguo de 1,5 metros.
Edwin Hubble realizó muchos cálculos críticos a partir del trabajo en el telescopio Hooker. En 1923, Hubble descubrió la primera variable Cefeida en la nebulosa espiral de Andrómeda utilizando el telescopio de 2,5 metros. Este descubrimiento le permitió calcular la distancia a la nebulosa espiral de Andrómeda y demostrar que en realidad era una galaxia fuera de nuestra propia Vía Láctea. Hubble, asistido por Milton L. Humason, observó la magnitud del desplazamiento hacia el rojo en muchas galaxias y publicó un artículo en 1929 que mostraba que el universo se está expandiendo.
El reinado de Hooker de tres décadas como el telescopio más grande llegó a su fin cuando el consorcio Caltech-Carnegie completó su telescopio Hale de 200 pulgadas (5,1 m) en el Observatorio Palomar, 144 km al sur, en el condado de San Diego., California. El telescopio Hale vio la primera luz en enero de 1949.
En la década de 1980, el enfoque de la investigación astronómica se centró en la observación del espacio profundo, lo que requería cielos más oscuros que los que se podían encontrar en el área de Los Ángeles, debido al problema cada vez mayor de la contaminación lumínica. En 1989, la Institución Carnegie, que dirigía el observatorio, lo entregó al Instituto Mount Wilson, una organización sin fines de lucro. En ese momento, el telescopio de 2,5 metros se desactivó, pero se reinició en 1992 y en 1995 se equipó con un sistema de óptica adaptativa de luz visible y más tarde en 1997, albergó el UnISIS, sistema de óptica adaptativa de estrella guía láser.
A medida que el uso del telescopio para trabajos científicos volvió a disminuir, se tomó la decisión de convertirlo para uso de observación visual. Debido a la alta posición del foco Cassegrain sobre el suelo de observación, se desarrolló un sistema de espejos y lentes para permitir la visualización desde una posición en la parte inferior del tubo del telescopio. Con la conversión completada en 2014, el telescopio de 2,5 metros comenzó su nueva vida como el telescopio más grande del mundo dedicado al uso público. La observación programada regularmente comenzó con la temporada de observación de 2015.
El telescopio tiene un poder de resolución de 0,05 segundos de arco.
Interferometría
La interferometría astronómica tiene una rica historia en Mount Wilson. Aquí se han ubicado no menos de siete interferómetros. La razón de esto es que el aire extremadamente constante sobre el monte Wilson se adapta bien a la interferometría, el uso de múltiples puntos de observación para aumentar la resolución lo suficiente como para permitir la medición directa de detalles como los diámetros de las estrellas.
Interferómetro estelar de 20 pies
El primero de estos interferómetros fue el interferómetro estelar de 20 pies. En 1919, el telescopio Hooker de 100 pulgadas se equipó con un accesorio especial, un interferómetro astronómico óptico de 20 pies desarrollado por Albert A. Michelson y Francis G. Pease. Se adjuntó al extremo del telescopio de 100 pulgadas y usó el telescopio como plataforma de guía para mantener la alineación con las estrellas que se estaban estudiando. En diciembre de 1920, Michelson y Pease pudieron usar el equipo para determinar el diámetro preciso de una estrella, la gigante roja Betelgeuse, la primera vez que se midió el tamaño angular de una estrella. Al año siguiente, Michelson y Pease midieron los diámetros de 6 gigantes rojas más antes de alcanzar el límite de resolución del interferómetro de haz de 20 pies.
Interferómetro estelar de 50 pies
Para ampliar el trabajo del interferómetro de 20 pies, Pease, Michelson y George E. Hale diseñaron un interferómetro de 50 pies que se instaló en el Observatorio Mount Wilson en 1929. Midió con éxito el diámetro de Betelgeuse, pero, aparte de beta Andromedae, no pudo medir ninguna estrella que no haya sido ya medida por el interferómetro de 20 pies.
La interferometría óptica alcanzó el límite de la tecnología disponible y se necesitaron cerca de treinta años para que la computación más rápida, los detectores electrónicos y los láseres hicieran posibles nuevamente los interferómetros más grandes.
Interferómetro espacial infrarrojo
El Interferómetro Espacial Infrarrojo (ISI), administrado por una rama de la Universidad de California, Berkeley, es un conjunto de tres telescopios de 1,65 metros que operan en el infrarrojo medio. Los telescopios son totalmente móviles y su sitio actual en el Monte Wilson permite ubicaciones de hasta 70 metros de distancia, dando la resolución de un telescopio de ese diámetro. Las señales se convierten en frecuencias de radio a través de circuitos heterodinos y luego se combinan electrónicamente utilizando técnicas copiadas de la radioastronomía. La línea de base más larga de 70 metros proporciona una resolución de 0,003 segundos de arco a una longitud de onda de 11 micrómetros. El 9 de julio de 2003, ISI registró las primeras mediciones de síntesis de apertura de fase de cierre en el infrarrojo medio.
Matriz CHARA
El Centro de Astronomía de Alta Resolución Angular (CHARA), construido y operado por la Universidad Estatal de Georgia, es un interferómetro formado por seis telescopios de 1 metro dispuestos a lo largo de tres ejes con una separación máxima de 330 m. Los haces de luz viajan a través de tubos de vacío y se retrasan y combinan ópticamente, lo que requiere un edificio de 100 metros de largo con espejos móviles sobre carros para mantener la luz en fase a medida que gira la tierra. CHARA comenzó su uso científico en 2002 y "operaciones de rutina" a principios de 2004. En el infrarrojo, la imagen integrada puede resolverse hasta 0,0005 segundos de arco. Seis telescopios se utilizan regularmente para observaciones científicas y, a partir de finales de 2005, los resultados de las imágenes se adquieren de forma rutinaria. La matriz capturó la primera imagen de la superficie de una estrella de secuencia principal distinta del Sol publicada a principios de 2007.
Otros telescopios
Eric Becklin utilizó un telescopio de 61 cm equipado con un detector de infrarrojos comprado a un contratista militar en 1966 para determinar el centro de la Vía Láctea por primera vez.
En 1968, Gerry Neugebauer y Robert B. Leighton realizaron el primer estudio del cielo en infrarrojo cercano (2,2 µm) de gran área con un plato reflector de 157 cm que habían construido a principios de la década de 1960. Conocido como el Telescopio Infrarrojo de Caltech, operaba en un modo de escaneo de deriva no guiado utilizando un fotomultiplicador de sulfuro de plomo (II) (PbS) leído en cartas de papel. El telescopio ahora está en exhibición en el Centro Udvar-Hazy, parte del Museo Smithsonian del Aire y el Espacio.
Historia
- Cartas al Monte Wilson El Observatorio es objeto de una exposición permanente en el Museo de Tecnología Jurásica de Los Ángeles, California. Una pequeña habitación está dedicada a una colección de letras y teorías inusuales recibidas por el observatorio alrededor de 1915-1935. Estas cartas también fueron recogidas en el libro Nadie puede tener el mismo conocimiento de nuevo: Cartas al Observatorio Mt. Wilson 1915-1935 (ISBN 0-9647215-0-3).
- El monumento histórico se vio amenazado durante los incendios forestales de California de agosto de 2009.
- El poeta inglés Alfred Noyes estuvo presente para la "primera luz" del telescopio Hooker el 2 de noviembre de 1917. Noyes usó esta noche como el escenario en la apertura de Miradores del cielo, el primer volumen en su trilogía Los TorchbearersUn poema épico sobre la historia de la ciencia. Según su relato de la noche, el primer objeto visto en el telescopio era Júpiter, y el mismo Noyes fue el primero en ver una de las lunas del planeta a través del telescopio.
- En septiembre de 2020, el observatorio fue evacuado debido al fuego Bobcat. Flames se acercó a 500 pies (150 m) del observatorio el 15 de septiembre, pero el observatorio fue declarado seguro el 19 de septiembre.
En la cultura popular
El observatorio fue el escenario principal de "Nothing Behind the Door", el primer episodio de la serie de radio Quiet, Please, que se emitió originalmente el 8 de junio de 1947.
El observatorio fue un lugar de filmación en un episodio de temática espacial de Check It Out! con el Dr. Steve Brule.