Acs uz debesīm

Četrdesmit jūdzes uz ziemeļrietumiem no MIT Vestfordas mežā, Masačūsetsā, tikko iezīmēts pagrieziens ved pa šauru zemes ceļu uz nelielu baltu ēku. No ārpuses tas nav ievērības cienīgs, ja neskaita divus kupolus, kas paceļas kā pietupieni silos gandrīz līdz apkārtējo ozolu augstumam. Katra kupola iekšpusē ir teleskops. Kad skaidrajos vakaros Wallace Astrophysical Observatory mehāniskie jumti tiek nolobīti, MIT astronomi praktizē zinātni par nakts debesu izpēti.

Aukstā, sausā februāra sākuma naktī divi šādi novērotāji cer uz veiksmi. Ir jau krietni pāri pusnaktij un ledains 3 °F, un Vollesa vietnes vadītājs Timotijs Brothers un Stefānija Sallum '12 vēlas būt pirmie astronomi, kas nofotografē Kvaoāru — tūkstoš kilometru platu objektu miljards kilometru aiz Plutona, kad tas iet garām Plutonam. no zvaigznes. Brāļi un Sallums nav pārliecināti, ka spēs pamanīt Kvaoāru, kas nosaukts indiāņu radīšanas dieva vārdā. Saskaņā ar MIT pētnieku aprēķiniem, tai vajadzētu aizsegt zvaigzni pulksten 5:03 virs Atlantijas okeāna. Šie divi ir derējuši, ka teleskops Masačūsetsas austrumos būs pietiekami tuvu, lai to noķertu.

Vollesa observatorija durvis vēra pirms 40 gadiem šoruden, un ieskats tās vēsturē un tās žurnālā, kas datēts ar 1971. gadu, atklāj, kā novērošanas zinātne ir attīstījusies līdz ar tehnoloģiju. 1971. gadā Wallace datora vadības ierīces padarīja to par vismodernāko; Mūsdienās observatorijas aprīkojums ir salīdzinoši pieticīgs, salīdzinot ar milzīgajiem teleskopiem, kas tiek apmācīti uz debesīm modernākās iekārtās. Taču MIT observatorija ir augusi līdzi laikam, gūstot panākumus mācību un pētniecības jomā. Kad viņam paliek 40 gadi, Volless, šķiet, ir gatavs saglabāt īpašu vietu MIT daudz ilgāk, nekā tā veidotāji bija iedomājušies.

Zema dūmaka, biezi mākoņi visā dienvidu debesīs. Es iemācījos spēlēt pasjansu. Amanda tikko pamodās.

— Volesa žurnāls, 1989. gada 16. jūlijs, 1:00.

Iestādei ir ideāla slēptuves izskats, no kuras var novērot planētas un zvaigznes. Ēkas kompaktajā vienstāvā atrodas datoru datu telpa, virtuvīte, pamesta tumšā telpa un teleskopu fiksēšanas darbnīca. Uz nelielas istabas durvīm ar divstāvu gultām ir uzraksts: LŪDZU, ASTRONOMĒRS GUĻ. Debess objekti nepārvietojas saskaņā ar cilvēku grafikiem; kad ir jānovēro kāds svarīgs astronomisks notikums, tā laiks nosaka darba laiku. Ja kāds pasākums ir ieplānots trijos vai piecos no rīta, iespējams, labāk ir iziet šeit un pirms tam pagulēt dažas stundas, skaidro Brothers.

11. februārī pulksten 2:00 viņš un Sallum ir nomodā, gatavojoties Kvaoāra novērojumiem. Viņi iznes uzkodas — kanēļa rozīņu maizi un Nutella — un atvelk jumtu, lai pārbaudītu teleskopiem pievienotās kameras. Šādas kameras vienas nakts laikā var uzņemt tūkstošiem attēlu, lai izsekotu kosmosā notiekošajam.

Brothers atrodas kupolā, kurā atrodas objekta 16 collu teleskops — auksts sudraba instruments, kas pamana novērotāju. Augšup pa spirālveida kāpnēm no galvenā biroja un pa slazdām atrodas lielāks 24 collu teleskops, ko galvenokārt izmanto progresīvai izpētei; šovakar tas nav pieejams vadības sistēmas jauninājumam. Collu izmēri attiecas uz katra teleskopa galvenā spoguļa diametru. Jo lielāks ir spogulis, jo vairāk gaismas var savākt teleskops, nodrošinot skaidrāku debesu attēlu.

Okultācijas, kas rodas, kad debess objekts, piemēram, Kvaoārs, iet garām spožai zvaigznei, ir bieža Volasa pētnieku uzmanības centrā. (Viņi arī bieži meklē eksoplanētas vai planētas ārpus mūsu Saules sistēmas, kad tās šķērso zvaigznes.) Jūs nevarat skaidri attēlot šos objektus no Zemes — tie ir pārāk mazi un pārāk tālu, saka Karloss Zuluaga, zinātniskais līdzstrādnieks. Zemes, atmosfēras un planētu zinātņu (EAPS) nodaļa, kas cieši sadarbojas ar Vollesa observatoriju. Bet, novērojot veidu, kā tie bloķē zvaigznes gaismu, pētnieki var iegūt informāciju par objektiem, no kuriem daudzi ir tālu no Saules sistēmas veidošanās. Diagramma, cik ilgi garāmbraucošs objekts, piemēram, Quaoar, šķiet, nomāc zvaigzni, var palīdzēt zinātniekiem aprēķināt objekta izmēru.

Šī novērošanas metode ir spēcīgs instruments astronomijā, saka Zuluaga: Mēs zinām, ka Plutona izmērs ir līdz dažiem kilometriem, pateicoties okultācijām. Ir iespējams uzzināt arī par citām planētu objekta īpašībām, piemēram, vai tam ir atmosfēra. Ja zvaigznes gaisma strauji samazinās, kad priekšmets iet garām tai, astronomi prognozē, ka objektam nav atmosfēras. Bet, ja zvaigznes spilgtums samazinās pakāpeniski, atmosfēra varētu lauzt gaismu.

Tur esošās lietas ir diezgan nemainīgas, saglabājušās no Saules sistēmas pirmsākumiem, saka Zuluaga. Tas nozīmē, ka tas var sniegt norādes par Zemes izcelsmi.

No sava biroja Zaļajā ēkā universitātes pilsētiņā Zuluaga izmanto precīzu matemātiku, lai prognozētu, kad notiks okultācijas, rūpīgi pārbaudot zvaigznes stāvokli attiecībā pret objekta orbītu. Izmantojot MIT astronomu rakstīto programmatūru, viņš pielāgo un precizē konkrētās zvaigznes iespējamo atrašanās vietu, atsaucei izmantojot citu zvaigznes koordinātas. Jūs izmantojat zvaigznes, kuru pozīcijas ir labāk zināmas nekā tās, kurām mēs sekojam, viņš skaidro.

Otra Zuluaga darba daļa ir izdomāt ideālu vietu astronomam, lai novērotu okultāciju. Bieži vien notikums var būt redzams tikai no, piemēram, Jaunzēlandes vai Meksikas. Šādos gadījumos MIT var nosūtīt nelielu skaitu novērotāju izmantot citas iestādes teleskopus. Šogad MIT pirmo reizi nosūtīja Wallace astronomu grupu uz Aļasku: Varuna, objekts, kas atrodas Koipera joslā ar sasalušiem planētu ķermeņiem Saules sistēmas malā, aizsegs zvaigzni. Šajās ekspedīcijās viss darbs, kas veikts, lai sagatavotos braucienam, precizētu prognozes un kalibrētu rīkus, sasniedz kulmināciju svarīgā pusstundas logā. Jums jāgaida, kad tā notiks, Brāļi saka. Lielāko daļu astronomu laika pavada, gatavojoties iemūžināt vienu mirkli.

Wallace objekta vadītājs Tims Brothers gatavojas apmācīt observatorijas 16 collu teleskopu uz Plutonu, kamēr Sāra Leu '14 gatavojas uzņemt attēlus, izmantojot 14 collu teleskopa kameru. Tie darbojas sarkanā gaismā, tāpēc viņu acis viegli pielāgojas tumsai, kad viņi dodas ārā, lai uzraudzītu debess apstākļus vai skatītos caur teleskopa okulāru.

Nepieciešams izstrādāt mākoņu virzītāju.

—1997. gada 23. septembris, pulksten 2:30.

Šajā īsajā logā ir ļoti svarīgi, lai nekas nenotiktu nepareizi. Bet bieži notiek lietas: strāvas padeves pārtraukums, tehnoloģiska kļūme, slikti laikapstākļi. Astronomiem vienmēr ir jābūt gataviem iespējai, ka novērojuma rezultātā dati vispār netiks iegūti.

Pirms ceļojuma uz Aļasku EAPS doktora grāda kandidāte Amanda Zangari pavadīja stundas, testējot MIT aprīkojumu, lai nodrošinātu, ka tas izturēs laikapstākļus, kas liek vadiem sastingt un pārslīdēt uz pusēm. Viņa nopirka sešas mārciņas smagus militāros zābakus un izveidoja diagrammas, lai izpētītu, kā debesis izskatītos no ziemeļiem.

Pēc ceļojuma, kuru sabojāja atcelts reiss un reģistrētā soma ar kameru aprīkojumu, kas ieradās ar vēlu, Zangari datora cietais disks nedarbosies aukstumā. Viņa ienesa to iekšā, lai sasildītos, iedarbināja datoru un beidzot bija gatava novērot. Taču smagie mākoņi tajā naktī padarīja Varunu neredzamu. Zangari un viņas kolēģi ieradās mājās tukšām rokām. Viņa saka, ka, kad tas notiek, ir jūtama vainas sajūta, taču tagad jau ir pieradusi. Vienīgais, ko varat darīt, viņa saka, ir pārliecināties, ka viss ir gatavs — ka jūs atrastos pareizajā debesu daļā, ja zvaigznes būtu pieejamas.

Atgriežoties pie Volesas, stundās pirms Kvaāra okultācijas Brāļi un Sallums pamana problēmu ar 16 collu teleskopu: ir tik auksts, ka kameras aizvars ir aizslēgts. Tie noslauka kondensātu un pievieno apsildāmās Velcro siksnas, kas pazīstamas kā rasas sildītāji, lai sildītu kameru. Nekas nedarbojas.

Sallum, EAPS majors, nekad agrāk nav redzējis okultāciju. Viņa ir izbraukusi no universitātes pilsētiņas kopā ar diviem draugiem (inženierzinātnes, kas kopš tā laika ir aizmiguši divstāvu istabā) un šķērso pirkstus, lai redzētu rezultātus.

Bet aprīkojuma trūkst. Ir tā pati nedēļa, kad Aļaskas brauciens, un Brothers ir nosūtījis observatorijas modernākās kameras kopā ar komandu uz ziemeļiem. Visu atlikušo ātrgaitas kameru slēģi ir aizslēgti. Tā kā līdz okultācijai palikusi stunda, viņiem jāatrod cita iespēja — ātri.

Vienīgās pārējās pieejamās kameras ir zemākas kvalitātes modeļi, ko parasti izmanto ievada astronomijas nodarbībās. Tā kā nav laika pārsūtīt vienu no tiem uz lielāko teleskopu, viņiem būs jāreģistrē okultācija no viena no mazajiem 14 collu teleskopiem observatorijas mācību novietnē. Tas bija tuvs zvans, stāsta Brāļi. Mēs vienkārši izmantojām iespēju.

Ļoti plāna migla, kas redzama no izplūdušajiem zvaigžņu attēliem… Ja metode darbojas tā, kā es uzskatu, ka tai vajadzētu būt, tad tiks meklēti … amplitūdas mainīgie starp BO [zilajiem] supergiantiem klasterī.

— 1971. gada 1. septembris, pulksten 2:00.

Kopš atvēršanas 1971. gadā Wallace Observatorija ir koncentrējusies gan uz pētniecību, gan uz mācībām. Mēs ļoti atkarīgi no studentu darba un laika, lai iegūtu rezultātus, un vienlaikus mēs mācām viņiem, kā veikt pētījumu, skaidro Michael Person ‘94, SM ‘01, PhD ‘06, observatorijas asociētais direktors. Džims Eliots ilgu laiku atbalstīja pētniecībā iesaistītos studentus, Persona saka par observatorijas cienījamo direktoru Džeimsu Eliotu ‘65, SM ‘65, kurš vadīja Vollesa observatoriju vairāk nekā 30 gadus, pirms viņš nomira martā. Pirmā lieta, ko viņš vēlējās, lai es darītu pēc doktora darba pabeigšanas, bija izveidot lielu vasaras programmu un katru skaidrā vakaru pavadīt Vollesā pusduci studentu.

Viens no Elliota lielākajiem ieguldījumiem bija divu novērošanas nodarbību izveide MIT. Viena klase koncentrējas uz intensīvu pētniecību, bet otrā māca teleskopu uzstādīšanas pamatus. Studenti vispirms saskaņo savu teleskopu ar Ziemeļzvaigzni, pēc tam uzstāda to, lai tas kustētos saskaņā ar Zemes rotāciju. Viņi izmanto katram teleskopam pievienoto kameru, lai uzņemtu redzamo zvaigžņu kopu ekspozīciju.

Datora ekrāns ļauj novērotājiem kontrolēt un izsekot Wallace 16 collu teleskopa stāvoklim un skatīt debess objektu attēlus, kā tos uztver teleskopa kamera. Augšējā kreisajā stūrī parādās nakts debesu karte; noklikšķinot uz zvaigznes, robotizētais teleskops tiek noregulēts tā, lai tas norādītu šajā virzienā. Kameras un spektrogrāfa vadības programma atrodas augšējā labajā stūrī. Ekrāna apakšdaļā ir redzams attēls, kas uzņemts pie Wallace no M27, kas pazīstams arī kā hanteles miglājs (pa kreisi), un Gredzena miglāja spektrālās līnijas (pa labi), kas palīdz pētniekiem noteikt tā ķīmisko sastāvu. Tas ir interesanti astronomiem, jo ​​mūsu saule galu galā kļūs par līdzīgu objektu, saka Brothers.

Ideja par nākamās astronomu paaudzes apmācību vadīja sākotnējo priekšlikumu par MIT observatoriju. Studenti sāka interesēties par astronomiju 20. gadsimta 60. gados, kad sāka darboties Apollo programma. Pēc tam, kad Nīls Ārmstrongs un Buzs Oldrins, ScD ‘63, 1969. gada vasarā pastaigājās uz Mēness, MIT astronomijas kursos 1969.–70. mācību gadā tika uzņemti 425, bet divus gadus iepriekš – tikai 22. Studentiem nācās aizņemties laiku citu iestāžu teleskopos, kā rezultātā gaidīšanas saraksti bija gari. MIT vajadzēja savu iekārtu.

Tajā laikā MIT astronomi jau bija pazīstami ar saviem pētījumiem radioastronomijā. Vairāki mācībspēki bija veikuši galvenos atklājumus, pētot neredzamo starojumu. 1955. gadā fizikas profesors Bernard Burke ‘50, PhD ‘53, bija daļa no komandas, kas atrada radio emisijas no Jupitera; 1962. gadā viņa kolēģis Bruno Rosi līdzatklāja pirmo debesu rentgenstaru avotu. MIT prezidents Hovards V. Džonsons saskatīja lielisku skolas potenciālu, lai gūtu līdzīgus panākumus optiskajā astronomijā.

Kad astrofizikas observatorijas ideja guva atbalstu, observatorijai bija nepieciešama vieta. Tomēr derētu ne tikai jebkura zeme. Tai bija jāatrodas netālu no lielas šosejas, lai to varētu viegli piekļūt, pietiekami tālu no pilsētas gaismas, lai nodrošinātu tumšas nakts debesis novērošanai, un vēlams pietiekami tālu iekšzemē, lai izvairītos no raksturīgās Bostonas miglas. Pēc potenciālo objektu noraidīšanas Bostonas ostā, Ņūhempšīrā un Konektikutā, plānošanas komiteja izvēlējās Vestfordu, netālu no MIT radio observatorijas Haystack Mountain.

Kaimiņpilsētas Fičburgas iedzīvotājs Džordžs Rodnijs Volless jaunākais — 13 gadu piedāvāja segt lielu daļu no gandrīz 400 000 ASV dolāru būvniecības izmaksām. Papīra kompānijas prezidents, kurš bija ieguvis izglītību ķīmijas inženierijā, Volless kolekcionēja antīkas automašīnas, un viņam gadījās mīlēt astronomiju. Viņam bija 82 gadi, kad 1971. gada rudenī tika iesvētīta Džordža Vollesa juniora astrofizikas observatorija.

Kopš pēdējās reizes, kad kāds šeit rakstīja, Plutona atmosfēru atklāja… Džims Eliots 65. gadu, un Sox ir radījuši vēl vienu pasaules sēriju (tas bija 86. gads).

— 1989. gada 15. jūlijs (pēc trīs gadu pārtraukuma ierakstos)

Volesa četru gadu desmitu laikā tur apmācītie zinātnieki ir sasnieguši vairākus pirmos gadījumus, tostarp pirmo precīzi paredzēto un novēroto Koipera jostas objekta (izņemot Plutonu) aizsegšanu.

Brāļi un Sallums tiecas uz vēl vienu pirmo ar Quaoar novērojumu. Pusstundu pirms okultācijas viņi novērtē sava teleskopa leņķi, mēģinot saskaņot debess posmu, ko tas uztver, ar koordinātām, kuras šķērsos Kvaoārs. Tā ir, kā Sallum to sauc, pulsu paātrina pieredze. Viņiem ir problēmas ar lauka identificēšanu; Sallum joprojām meklē modeļus, kurus viņa atpazīst pulksten 4:45. Kad pulkstenis rāda 4:50 — 13 minūtes līdz beigām, viņi veic ticības lēcienu. Viņi saprot, ka viņiem būs tikai jāsāk.

Kad novērotāji pie Wallace novieto teleskopu un ieprogrammē kameru, viņi var redzēt tiešraides attēlu plūsmu no datora iekštelpās. Ar salstošiem pirkstiem Brothers un Sallum novieto teleskopu un savieno to ar kameru, kuru viņi jau ir ieprogrammējuši veikt ekspozīciju ik pēc 10 sekundēm. Tad viņi steidzas skatīties.

Saskaņā ar Sallum teikto, atmosfēra ir diezgan saspringta. 5:02 viņi sāk uzmanīgi skatīties. Tiek prognozēts, ka okultācija notiks pulksten 5:03, bet 60 sekundes paiet bez darbības ekrānā. Varbūt teleskops tomēr nav pareizi noregulēts. Brāļi un Sallums nepievērš uzmanību zvaigznei, malko karstos dzērienus un vēro, vai nav pazīmju, ka tā izgaist.

5:04 zvaigzne pazūd. Pēc desmit sekundēm tas ir atpakaļ, blāvs un ēnains. Sallum aiztur elpu. Desmit sekundes pēc tam zvaigzne atkal ir spoža.

Bet Brothers un Sallum vēl nav gatavi pasludināt uzvaru. Mēs abi bijām diezgan satraukti, bet pēc tik šausmīgas nakts ar ekipējumu mēs negribējām lēkt ar ieroci un domāt, ka esam to redzējuši, pirms mēs to uzzinājām, Sallum vēlāk pastāstīs.

Kad viņi saullēktā brauc atpakaļ uz Bostonu, Sallums ir cerīgs. Paies dažas dienas, lai analizētu zvaigznes gaismas līknes un noteiktu, vai viņa un Brāļi patiešām ir redzējuši okultāciju. Kā izrādās, viņu instinkti bija pareizi: Kvaoārs bija slēpis zvaigzni, un Brāļi un Sallums to bija fiksējuši kamerā.

viens st Quaoar okultācija jebkad!

— 2011. gada 11. februāris

Wallace pētnieki ir īpaši lepni, ka ir veikuši tik svarīgu atklājumu salīdzinoši mazā mācību iestādē. Galu galā citas observatorijas var lepoties ar daudz iespaidīgākiem instrumentiem: Eiropas Dienvidu observatorijas ļoti lielā teleskopa (VLT) spoguļi Čīlē ir aptuveni 13 reizes lielāki par spoguļiem, kas atrodas Volesa lielākajā teleskopā.

Mēs saņēmām pirmos datus par šī objekta okultāciju mājas zālienā, saka Persona, piebilstot, ka pētnieki iepazīstināja ar saviem atklājumiem šī gada Amerikas Astronomijas biedrības sanāksmē. Viens no cieņas apliecinājumiem Wallace ir tas, ka mēs varam veikt nopietnu zinātni ar pieticīgiem līdzekļiem un mazāku aprīkojumu.

Pēc mūsdienu standartiem Wallace aprīkojums var būt pieticīgs, taču tas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar to, ar ko iekārta sākās. 1971. gadā datorizētās vadības ierīces tika uzskatītas par revolucionārām. Patiešām, dators, kas kontrolē Wallace 24 collu teleskopu, padarīja to 10 reizes efektīvāku precīzā izsekošanas ziņā nekā manuāli vadāmiem teleskopiem. Plānošanas komiteja rakstīja, ka, pateicoties šai tehnoloģijai, observatorija ierindosies starp modernākajām šāda veida iekārtām visā pasaulē.

Kopš tā laika datortehnika ir kļuvusi daudz mazāka un uzticamāka. Pagājušajā ziemā Wallace zinātnieki izstrādāja jaunas robotizētās vadības ierīces lielajam teleskopam. Jaunā sistēma ļaus teleskopam praktiski neatkarīgi veikt paškoriģēšanu un izsekot planētas objekta kustībai. Tas mūs patiešām ievedīs pašreizējā gadsimtā, saka Brāļi. Sistēma nodrošina arī ilgāku ekspozīciju, ielaižot vairāk gaismas un nodrošinot skaidrākus datus.

Redzēja NLO

—1997. gada 2. decembris, 20:45.

Jauki t ry

—1997. gada 2. decembris, 23:30.

Dažas lietas nav mainījušās, piemēram, humors un draudzība, kas rodas, strādājot nakts vidū. Un astronomijas prakse joprojām ir pakļauta nejaušai veiksmei. Maijā pētniekus, kuri mēģināja pamanīt Plutona aizsegšanu no Volesa, izjauca negaisa mākoņi. Bet grupas Vērmontā un Merilendā ar skaidru slēpojumu ieguva labu izskatu.

Notikums patiešām notika, gandrīz tur, kur mēs paredzējām, Brothers saka. Tas pats par sevi ir triumfs, viņš skaidro: ir ļoti svarīgi, lai mēs zinātu, ka mūsu prognozes ir precīzas.

Tas ir īpaši svarīgi, jo Brāļi, Persona un citi MIT astronomi, pamatojoties uz savām prognozēm, ceļo līdz Taizemei ​​un Austrālijai, un piekļuve lielākiem teleskopiem svarīgiem notikumiem ir atkarīga arī no to precizitātes. Vairākas grupas parasti sacenšas par vieniem un tiem pašiem teleskopiem tajos pašos apgabalos vienās un tajās pašās naktīs; ir svarīgi iesniegt precīzus priekšlikumus, lai būtu iespēja. Cenšamies sekot līdzi notikumiem. Tas ir ļoti nežēlīgs bizness, pa pusei jokojot saka Zuluaga. Viņš skatās gadu iepriekš, lai noteiktu, kuras okultācijas būs vērts turpināt. Viņš saka, ka ir gandrīz izplatīts lepnums par laba teleskopa nodrošināšanu lielam notikumam. Savas observatorijas esamība Vestfordā ir liela priekšrocība notikumiem, kas novērojami no Jaunanglijas.

Sākotnēji bija paredzēts, ka Volesa observatorija kalpos 50 gadus, taču, kad tai kļūst 40 gadi, tā neliecina, ka tās laiks ir gandrīz beidzies. Mums ir jauns aprīkojums, vairāk vadības sistēmu, un mēs sākam iegūt vēl lielāku interesi par nodarbībām, saka Brothers. Persona saka, ka plāns ir turpināt paplašināties un augt, pārsniedzot sākotnēji paredzēto dzīves ilgumu. Viņš saka, ka mēs nesākam 10 gadu atpakaļskaitīšanu līdz beigām. Tā kā teleskopi tiek atjaunoti, kameras tiek uzlabotas un tiek iegūti svarīgi atklājumi, Wallace joprojām ir līderis studentu astronomijas pētniecībā. Kā Brāļi saka, es domāju, ka mums šeit ir paslēpts dārgakmens.

paslēpties