As grandes abóbadas do telescópio do Observatório McDonald. No canto superior esquerdo, a cúpula do Hobby-Eberly Telescope fica no topo de Mount Fowlkes. Em primeiro plano, a cúpula do Telescópio Otto Struve fica à esquerda e o Telescópio Harlan J. Smith à direita, no topo do Monte Locke.
(Imagem: © McDonald Observatory)
O Observatório McDonald é um site astronômico do Texas que faz contribuições significativas em pesquisa e educação há mais de 80 anos.
Administrado pela Universidade do Texas em Austin, o Observatório McDonald tem vários telescópios empoleirados a uma altitude de 6701 pés (2070 metros) acima do nível do mar em Mount Locke e Mount Fowlkes, parte das montanhas Davis no oeste do Texas, a cerca de 724 km quilômetros) a oeste de Austin. McDonald "desfruta dos céus noturnos mais sombrios de qualquer observatório profissional nos Estados Unidos continentais", de acordo com um comunicado de imprensa emitido para o 80º aniversário do observatório.
McDonald é o lar do Hobby-Eberly Telescope, um dos maiores telescópios ópticos do mundo, com um espelho de 11 metros.
Um centro de visitantes oferece passeios diurnos pelos jardins e grandes telescópios, visualização solar diurna, um programa crepuscular em um anfiteatro ao ar livre e festas noturnas com observação de telescópios.
O observatório também é conhecido por seu programa diário StarDate, que opera em mais de 300 estações de rádio em todo o país.
O presente de um observatório
Os regentes da Universidade do Texas ficaram surpresos quando abriram a vontade de William Johnson McDonald, um banqueiro de Paris, morto em 1926. Ele havia deixado a maior parte de sua fortuna para a universidade com o objetivo de construir um observatório astronômico. . Após o processo judicial, cerca de US $ 850.000 (o equivalente a US $ 11 milhões hoje) estavam disponíveis, de acordo com a Associação Histórica do Estado do Texas.
"Dizem que McDonald pensou que um observatório melhoraria a previsão do tempo e, portanto, ajudaria os agricultores a planejar seu trabalho", disse a associação.
Mas havia dois grandes desafios a serem superados antes que o desejo do McDonald's pudesse se tornar realidade. Primeiro, o dinheiro era suficiente para construir um observatório, mas não o suficiente para gerenciá-lo, portanto a universidade precisaria adquirir mais fundos. Segundo, na época, a Universidade do Texas não possuía astrônomos em seu corpo docente, por isso precisava recrutar uma equipe de especialistas em espaço.
Felizmente, a Universidade de Chicago tinha astrônomos que procuravam outro telescópio para usar, além do telescópio refrator de sua universidade no Observatório Yerkes. Assim, os presidentes das duas universidades fizeram um acordo: a Universidade do Texas construiria o novo observatório e a Universidade de Chicago forneceria especialistas para operá-lo.
Telescópios no Observatório McDonald
O primeiro grande telescópio do McDonald's - mais tarde nomeado Telescópio Otto Struve em homenagem ao primeiro diretor do observatório - foi concluído em 1939 e ainda hoje é utilizado. Seu espelho principal tem 82 polegadas (2,08 metros) de diâmetro. Um dos principais objetivos do telescópio Struve era analisar as cores exatas da luz provenientes de estrelas e outros corpos celestes, para determinar sua composição química, temperatura e outras propriedades. Para fazer isso, o telescópio foi projetado para enviar luz através de uma série de espelhos para um espectrógrafo - um instrumento que separa a luz em suas cores componentes - em outra sala. Isso exigia que o telescópio fosse montado em um arranjo de eixos e contrapesos de aparência estranha, projetado e construído pela empresa Warner & Swasey. "Com sua montagem em aço pesado e estrutura preta e semi-aberta, o Struve não é apenas um instrumento científico, mas uma obra de arte", O site do Observatório diz.
O Telescópio Struve ajudou os astrônomos a reunir a primeira evidência de uma atmosfera na lua de Saturno, Titã. Gerard Kuiper, assistido pelo próprio Struve, encontrou as pistas ao examinar as maiores luas do nosso sistema solar em 1944. Kuiper publicou seu estudo espectroscópico no Astrophysical Journal.
Em 1956, um telescópio refletor com um espelho de 0,9 m foi adicionado ao local do McDonald a pedido da Universidade de Chicago. Alojado em uma cúpula feita de rocha extraída localmente e sobras de metal da cúpula do Telescópio Struve, este instrumento foi projetado principalmente para medir mudanças no brilho das estrelas. Agora é obsoleto para pesquisas profissionais, mas é usado regularmente para noites especiais de exibição pública.
O Telescópio Harlan J. Smith, com um espelho principal de 2,7 polegadas de largura, foi construído pela NASA para examinar outros planetas em preparação para missões de naves espaciais. Foi o terceiro maior telescópio do mundo quando viu a primeira luz em 1968.
De 1969 a 1985, o telescópio Smith também foi usado para mirar a luz do laser em espelhos refletores especiais deixados na lua pelos astronautas da Apollo. Medir o tempo necessário para que a luz refletida retorne à Terra permite que os astrônomos medam a distância da lua com uma precisão de 3 cm. Essas medidas, por sua vez, contribuem para o nosso entendimento da taxa de rotação da Terra, da composição da lua, das mudanças de longo prazo na órbita da lua e do próprio comportamento da gravidade, incluindo pequenos efeitos previstos pela Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein.
Quando o telescópio Smith estava sendo construído, um buraco circular foi cortado no centro do seu espelho principal de quartzo para permitir que a luz passasse para os instrumentos na parte traseira do telescópio. O disco de quartzo recortado foi transformado em um novo espelho de 30 polegadas (0,8 m) de diâmetro para outro telescópio. Este instrumento, construído nas proximidades em 1970 e conhecido simplesmente como telescópio de 0,8 metros, tem a vantagem de um campo de visão incomumente amplo.
O maior telescópio do McDonald's
Hoje, o gigante do McDonald é o Hobby-Eberly Telescope (HET), no vizinho Mount Fowlkes, a quase 1,3 km do conjunto de cúpulas originais no Mount Locke. O HET é um projeto conjunto da Universidade do Texas em Austin, Universidade Estadual da Pensilvânia e de duas universidades alemãs: Ludwig-Maximilians-Universität München e Georg-August-Universität Göttingen.
Dedicado em 1997, o HET faz um impressionante contraste tecnológico com o instrumento Struve clássico. O espelho principal do HET não é um pedaço de vidro ou quartzo, mas um conjunto de 91 segmentos hexagonais controlados individualmente, formando uma área refletora tipo favo de mel com 11 metros de largura. Uma torre em forma de cogumelo ao lado da cúpula principal contém lasers direcionados aos segmentos de espelho para testar e ajustar seu alinhamento.
Outra característica notável do HET é que o telescópio pode girar para apontar em direção a qualquer direção da bússola, mas não pode se inclinar para cima ou para baixo para apontar em diferentes alturas no céu. Em vez disso, o espelho principal é suportado em um ângulo fixo, apontando 55 graus acima do horizonte. Um suporte de rastreamento controlado com precisão move os instrumentos de coleta de luz para vários locais acima do espelho principal, o que tem o efeito de apontar para partes ligeiramente diferentes do céu. Esse design exclusivo e simplificado permitiu que o HET fosse construído por uma fração do custo de um telescópio convencional de seu tamanho, enquanto ainda permitia o acesso a 70% do céu visível a partir de sua localização.
O HET foi projetado principalmente para espectroscopia, que é um método fundamental nas áreas de pesquisa atuais, como medir movimentos de objetos espaciais, determinar distâncias para galáxias e descobrir a história do universo desde o Big Bang.
Planetas habitáveis e energia escura
Em 2017, o HET foi rededicado após uma atualização de US $ 40 milhões. O sistema de rastreamento foi substituído por uma nova unidade que utiliza mais o espelho principal e possui um campo de visão mais amplo. E, novos instrumentos sensoriais foram criados.
Um dos novos instrumentos é o Localizador de Planetas da Zona Habitável (HPF), construído em conjunto com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia. O HPF é otimizado para estudar a luz infravermelha de estrelas anãs vermelhas próximas, de acordo com uma anúncio do observatório. Essas estrelas têm vida útil longa e podem fornecer energia constante para planetas que orbitam perto deles. O HPF permite medições precisas da velocidade radial de uma estrela, medida pela mudança sutil na cor dos espectros da estrela à medida que é puxada por um planeta em órbita, que é uma informação crítica na descoberta e confirmação de novos planetas.
Promovendo outra fronteira é o HETDEX (Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment). Apresentado como o primeiro grande experimento em busca da força misteriosa que impulsiona a expansão do universo, o HETDEX "nos dirá o que compõe quase três quartos de toda a matéria e energia no universo. Ele nos dirá se as leis da gravidade estão corretas e revelará novos detalhes sobre o Big Bang em que o universo nasceu ", o HETDEX site do projeto diz.
Uma peça-chave da tecnologia para a pesquisa de energia escura são os Espectrógrafos de Unidade Replicável de Campo Integral Visível, ou VIRUS, um conjunto de 156 espectrógrafos montados ao lado do telescópio e recebendo luz através de 35.000 fibras ópticas vindas do telescópio. Com este pacote de instrumentos idênticos compartilhando o telescópio, o HET pode observar várias centenas de galáxias ao mesmo tempo, medindo como sua luz é afetada por seus próprios movimentos e pela expansão do universo.
O HETDEX passará cerca de três anos observando um mínimo de 1 milhão de galáxias para produzir um mapa grande mostrando a taxa de expansão do universo durante diferentes períodos de tempo. Quaisquer mudanças na rapidez com que o universo cresce podem gerar diferenças na energia escura.
Mantendo o céu escuro
Em 2019, o Observatório McDonald recebeu uma doação da Apache Corp., uma empresa de exploração e produção de petróleo e gás, para promover a conscientização sobre o valor do céu escuro como recurso natural e como auxílio à pesquisa astronômica. O presente financiará programas de educação, eventos de divulgação e uma nova exposição no centro de visitantes do observatório. De acordo com o observatório anúncio, O Apache serviu de modelo para outras empresas no oeste do Texas, ajustando e protegendo as luzes em seus locais de perfuração e instalações relacionadas.
Recursos adicionais:
- Vê isto introdução em vídeo ao Observatório McDonald.
- Siga todas as últimas notícias e fotos do Observatório McDonald no site da organização. página do Facebook.
- Saiba mais sobre o Observatório Programa de rádio StarDate.
Este artigo foi atualizado em 15 de novembro de 2019 por Steve Fentress, colaborador do Space.com.
