Astronomer på fjelltoppene

• Kan 13, 2024

Store teleskoper på høye fjell, som drar astronomer til eksotisk-klingende steder. Men er det så glamorøst som det høres ut? Ikke egentlig, sier forskerne, men du har sjansen til å få noen utmerkede observasjoner.

Celeste ved teleskopet
La oss starte historien vår med Celeste, ikke en astronom. Det er Cryogenic Echelle Spectrometer laget på NASA Goddard Space Flight Center. Et spektrometer bryter opp innkommende lys i sine forskjellige bølgelengder for å gi et spekter. "Echelle" refererer til en bestemt type spektrometer.

Celeste er designet for å fungere i det infrarøde som øynene våre ikke kan se, selv om vi kan føle det som varme. For å få spektraene til astronomiske infrarøde kilder, må Celeste holdes kald slik at den ikke blir overbelastet av lokale varmekilder, inkludert egen drift. Det er her kryogenene kommer inn. Det blir avkjølt av flytende nitrogen og flytende helium til 6K. Det er -267 grader C / -449 grader F.

Et Goddard bakkestøtteteam for Cassini Saturn-oppdraget bruker Celeste på forskjellige teleskoper.

Saturns enorme storm
I desember 2010 ble det sett en massiv storm på Saturn. Det raste til langt ut året etter. Så, når effekten ikke lenger var synlig, var effektene fortsatt detekterbare i det infrarøde i 2012. CIRS (Cassinis Composite Infrared Spectrometer) tok målinger som viste en temperaturøkning i Saturns øvre atmosfære til 93 grader C (150 grader F) over normalverdien. "For å få en temperaturendring av samme skala på Jorden, ville du gå fra vinterdypet i Fairbanks, Alaska, til høyden av sommeren i Mojave-ørkenen," kommenterte Brigette Hesman, planetforsker på Goddard.

Men Cassini har andre mål for studier og kunne ikke holde en konstant vakt. Her kommer bakkestøtteteamet, og tar Celeste til to teleskoper for å fylle ut noen av feltene. Brigette Hesman var en del av teamet.

Brigette går Hawaiian
Se for deg å bli på vei til Hawaii. Hva skal jeg pakke? Badedrakt, solkrem, solbriller, litt lettlesing? Ikke helt hva Brigette tenkte. Hun hadde trengt solblokken og solbrillene, men konsentrerte seg om en varm vinterfrakk, og den bærbare datamaskinen hennes for å fange opp arbeidsrelatert lesing.

Goddard-teamet var på vei mot det britiske infrarøde teleskopet på Mauna Kea på 4200 moh. Så høy at luften du puster inn har 40% mindre oksygen enn den ved havnivået. Det er også mer eksponering for skadelig ultrafiolett stråling, så hud og øyne må beskyttes.

Stor høyde kan være farlig. Et besøksark fra University of Hawaii viser vanlige symptomer på høydesyke: "hodepine, døsighet, kvalme, endret mental tilstand, tap av balanse, nedsatt grunn". Alle besøkende forventes å stoppe ved besøkssenteret, som er på 2775 moh, for å bruke tid på å tilpasse seg høyden før de drar til toppen. Avhengig av anlegget, må besøkende astronomer tilbringe mellom åtte timer og en hel natt i sentrum før de drar til et teleskop.

Tilkomstveien til toppen inkluderer bratte stigninger, og de første fem milene er ikke asfaltert, eller som Brigette beskriver det, "knasker du langs en vulkansk bergvei uten beskyttelsesskinner." På toppen, etter "du klatrer gjennom skyene", er det ikke bare kaldt, men det kan snø. En astronom som jeg kjenner fikk observasjonstid på et av Mauna Kea-teleskopene, men da høyden ble justert så det bare snø. Og selvfølgelig kan du ikke bare streke ned til de solfylte strendene før været blir bedre, fordi du da må justere deg til høyden.

Men generelt er observasjonsforholdene veldig gode på Mauna Kea, og det er grunnen til at den har så mange teleskoper. Gjerne Goddard-teamet fikk mye nyttig data.

Men før de kunne begynne å observere, måtte de få Celeste ut av pakkingskassene, montere den og sette den opp. Alt i boksene er nøye merket. Det kan ta opptil to dager å sette den sammen. Du må passe spesielt på å gjøre dette på 14 000 ft. Brigitte sier at hun får migrene, føler seg syk og er sliten, men sover dårlig. Men fra synspunktet om å sette sammen et fiddly og dyrt utstyr, er det verste "I høyden er vi faktisk veldig dumme." Når de setter sammen Celeste, må alt de gjør, være logget på skriftlig slik at det er klart hva som er gjort og hva neste trinn er.

En uventet fare for store høyder, kjent for fjellklatrere og militære piloter, er økt flatulens. Nedgangen i lufttrykk forårsaker en økning i tarmgassvolumet. . . med de vanlige konsekvensene. Dette er definitivt ikke glamorøst!

Kitt Peak
Cassinis spektrometer oppdaget ekstra høye temperaturer på Saturn, men Goddard-teamet med Celeste fant gassen etylen (vanligvis ikke påvist på Saturn) i mengder hundre ganger større enn noen modell kunne utgjøre. De oppdaget dette ved McMath-Pierce solteleskop. Det er det største solteleskopet i verden, og så følsomt at det kan brukes om natten for å observere lyse gjenstander.

Sannsynligvis høres Arizona like eksotisk ut for mange mennesker som Hawaii gjør, men Kitt Peak er mye mer tilgjengelig enn Mauna Kea. Det er omtrent 90 minutters kjøretur fra Tucson, og veien til observatoriene er asfaltert og godt gradert. På 2000 m blir folk med helseproblemer advart om høyden. Men det er ikke høyere enn Santa Fe, New Mexico og mange byer i Colorado.

Hva så er skjer i atmosfæren til Saturn? Astronomene vet det fortsatt ikke, men dataene samlet på fjelltoppene vil bidra til å forstå de gigantiske planetene.

Min takk til Brigette Hesman for å la meg bruke historien hennes som grunnlag for denne artikkelen.

Video Instruksjoner: Flying over Pluto’s icy plains and Hillary Mountains (Kan 2024).