Astronomen op de bergtoppen

• Mei 20, 2024

Grote telescopen op hoge bergen, trekken astronomen naar exotisch klinkende plaatsen. Maar is het zo glamoureus als het klinkt? Niet echt, zeggen de wetenschappers, maar je hebt de kans om een ​​aantal uitstekende observaties te krijgen.

Celeste bij de telescoop
Laten we ons verhaal beginnen met Celeste, geen astronoom. Het is de cryogene echelle-spectrometer gemaakt in het NASA Goddard Space Flight Center. Een spectrometer verdeelt binnenkomend licht in zijn verschillende golflengten om een ​​spectrum te geven. "Echelle" verwijst naar een bepaald type spectrometer.

Celeste is ontworpen om te werken in het infrarood dat onze ogen niet kunnen zien, hoewel we het kunnen voelen als warmte. Om de spectra van astronomische infraroodbronnen te krijgen, moet Celeste koud worden gehouden, zodat het niet wordt overspoeld door lokale warmtebronnen, inclusief zijn eigen werking. Dit is waar de cryogenen binnenkomen. Het wordt gekoeld door vloeibare stikstof en vloeibaar helium tot 6K. Dat is -267 graden C / -449 graden F.

Een grondondersteuningsteam van Goddard voor de Cassini Saturn-missie gebruikt Celeste bij verschillende telescopen.

De enorme storm van Saturnus
In december 2010 werd een enorme storm gezien op Saturnus. Het woedde tot ver in het volgende jaar. Toen, toen ze niet langer zichtbaar waren, waren de effecten tot 2012 nog steeds detecteerbaar in het infrarood. CIRS (Cassini's Composite Infrared Spectrometer) nam metingen die een temperatuurstijging in de bovenste atmosfeer van Saturnus tot 93 graden C boven de normale waarde laten zien. "Om een ​​temperatuurverandering van dezelfde schaal op aarde te krijgen, zou je van de diepten van de winter in Fairbanks, Alaska, naar het hoogtepunt van de zomer in de Mojave-woestijn gaan," zei Brigette Hesman, planetaire wetenschapper bij Goddard.

Maar Cassini heeft andere doelen voor studie en kon geen constant toezicht houden. Hier komt het ondersteuningsteam van de grond binnen en neemt Celeste mee naar twee telescopen om enkele lege plekken in te vullen. Brigette Hesman maakte deel uit van het team.

Brigette gaat Hawaiiaans
Stel je voor dat je op weg gaat naar Hawaii. Wat in te pakken? Badpak, zonnebrandcrème, zonnebril, een beetje licht lezen? Niet helemaal wat Brigette dacht. Ze had het zonnebrandcrème en een zonnebril nodig gehad, maar concentreerde zich op een warme winterjas en haar laptop om werkgerelateerd lezen bij te houden.

Het Goddard-team was op weg naar de Britse infraroodtelescoop op Mauna Kea op 4200 m (bijna 14.000 voet) boven zeeniveau. Zo hoog dat de lucht die u inademt 40% minder zuurstof bevat dan die op zeeniveau. Er is ook meer blootstelling aan schadelijke ultraviolette straling, dus uw huid en ogen moeten worden beschermd.

Grote hoogte kan gevaarlijk zijn. Een bezoekersblad van de Universiteit van Hawaï somt veel voorkomende symptomen van hoogteziekte op: "hoofdpijn, slaperigheid, misselijkheid, veranderde mentale toestand, verlies van evenwicht, verminderde reden". Van alle bezoekers wordt verwacht dat ze stoppen bij het bezoekerscentrum, op 2775 m (9200 ft), om tijd te besteden aan het aanpassen aan de hoogte voordat ze naar de top gaan. Afhankelijk van de faciliteit moeten bezoekende astronomen tussen acht uur en een volledige nacht in het centrum doorbrengen voordat ze naar een telescoop gaan.

De toegangsweg op de top heeft steile hellingen, en de eerste vijf mijl zijn onverhard, of zoals Brigette het omschrijft, "je kraakt langs een vulkanische rotsweg zonder vangrails." Bovenaan, na "je klimt door de wolken", is het niet alleen koud, maar het kan ook sneeuwen. Een astronoom die ik ken, heeft de tijd geobserveerd op een van de Mauna Kea-telescopen, maar toen haar hoogteaanpassing voorbij was, zag ze alleen maar sneeuw. En je kunt natuurlijk niet zomaar naar de zonnige stranden rennen totdat het weer verbetert, omdat je je dan opnieuw aan de hoogte moet aanpassen.

Maar over het algemeen zijn de observatievoorwaarden erg goed op Mauna Kea, daarom heeft het zoveel telescopen. Zeker, het Goddard-team heeft veel nuttige gegevens gekregen.

Voordat ze echter konden beginnen met observeren, moesten ze Celeste uit de verpakkingsdozen halen, monteren en instellen. Alles in de dozen is zorgvuldig geëtiketteerd. Het kan tot twee dagen duren om het samen te stellen. Je moet hier extra voorzichtig mee zijn op 14.000 voet. Brigitte zegt dat ze migraine krijgt, zich ziek voelt en moe is, maar slecht slaapt. Maar vanuit het oogpunt van het assembleren van een onhandig en duur stuk apparatuur, is het ergste: "Op hoogte zijn we eigenlijk heel dom." Terwijl ze Celeste samenstellen, moet alles wat ze doen schriftelijk worden vastgelegd, zodat duidelijk is wat er is gedaan en wat de volgende stap is.

Een onverwacht gevaar van grote hoogten, bekend bij bergbeklimmers en militaire piloten, is verhoogde winderigheid. De afname van de luchtdruk veroorzaakt een toename van het volume darmgas. . . met de gebruikelijke gevolgen. Dit is absoluut niet glamoureus!

Kitt Peak
De spectrometer van Cassini detecteerde extra hoge temperaturen op Saturnus, maar het Goddard-team met Celeste vond het gasethyleen (meestal niet gedetecteerd op Saturnus) in hoeveelheden die honderd keer groter zijn dan elk model zou kunnen verklaren. Ze ontdekten dit bij de McMath-Pierce Solar Telescope. Het is de grootste zonnetelescoop ter wereld en zo gevoelig dat hij 's nachts kan worden gebruikt om heldere objecten te observeren.

Waarschijnlijk klinkt Arizona voor veel mensen net zo exotisch als Hawaii, maar Kitt Peak is veel toegankelijker dan Mauna Kea. Het is ongeveer negentig minuten rijden van Tucson en de weg naar de observatoria is verhard en goed ingedeeld. Op 2000 m (bijna 7000 voet) worden mensen met gezondheidsproblemen gewaarschuwd voor de hoogte. Maar het is niet hoger dan Santa Fe, New Mexico en veel steden in Colorado.

En dan is gaande in de atmosfeer van Saturnus? De astronomen weten het nog steeds niet, maar de gegevens verzameld op de bergtoppen zullen helpen om de gigantische planeten te begrijpen.

Mijn dank aan Brigette Hesman voor het mogen gebruiken van haar verhaal als basis voor dit artikel.

Video-Instructies: Sara Seager: The search for planets beyond our solar system (Mei 2024).