Astronomer på bergstopparna

• April 24, 2024

Stora teleskop på höga berg och drar astronomer till exotiskt klingande platser. Men är det lika glamoröst som det låter? Inte riktigt, säger forskarna, men du har chansen att få utmärkta observationer.

Celeste vid teleskopet
Låt oss börja vår berättelse med Celeste, inte en astronom. Det är Cryogenic Echelle Spectrometer tillverkad vid NASA Goddard Space Flight Center. En spektrometer bryter upp inkommande ljus i sina olika våglängder för att ge ett spektrum. "Echelle" avser en viss typ av spektrometer.

Celeste är designad för att arbeta i det infraröda som våra ögon inte kan se, även om vi kan känna det som värme. För att få spektra för astronomiska infraröda källor måste Celeste hållas kallt så att det inte överträffas av lokala värmekällor, inklusive egen drift. Det är här kryogenerna kommer in. Det kyls av flytande kväve och flytande helium till 6K. Det är -267 grader C / -449 grader F.

Ett Goddard markstödsteam för Cassini Saturn-uppdraget använder Celeste vid olika teleskoper.

Saturnus massiva storm
I december 2010 upptäcktes en massiv storm på Saturnus. Det rasade tills långt in året efter. Då, när det inte längre var synligt, kunde effekterna fortfarande påvisas i infraröden 2012. CIRS (Cassini's Composite Infrared Spectrometer) tog mätningar som visade en temperaturökning i Saturns övre atmosfär till 93 grader C (150 grader F) över dess normala värde. "För att få en temperaturförändring av samma skala på jorden skulle du gå från vinterdjupet i Fairbanks, Alaska, till sommarshöjden i Mojaveöknen," kommenterade Brigette Hesman, planetforskare på Goddard.

Men Cassini har andra mål för studier och kunde inte hålla en konstant vakthållning. Här kommer markstödsteamet in och tar Celeste till två teleskop för att fylla i några av tomma ämnen. Brigette Hesman var en del av laget.

Brigette går Hawaiian
Tänk dig att du ska åka till Hawaii. Vad ska jag packa? Baddräkt, solkräm, solglasögon, lite läsning? Inte riktigt vad Brigette tänkte. Hon hade behövt solblocket och solglasögon, men koncentrerat sig på en varm vinterrock och hennes bärbara dator för att komma ikapp med arbetsrelaterad läsning.

Goddard-teamet var på väg mot Storbritanniens infraröda teleskop på Mauna Kea på 4200 m (nästan 14 000 fot) över havet. Så hög att luften du andas in har 40% mindre syre än den vid havsnivån. Det finns också mer exponering för skadlig ultraviolett strålning, så din hud och ögon måste skyddas.

Hög höjd kan vara farligt. Ett besökare från University of Hawaii listar vanliga symtom på höjdsjuka: "huvudvärk, dåsighet, illamående, förändrat mental tillstånd, förlust av balans, nedsatt skäl". Alla besökare förväntas stanna vid besökscentret, som ligger på 2775 m (9200 ft), för att spendera tid på att anpassa sig till höjden innan de går till toppen. Beroende på anläggningen måste besökande astronomer tillbringa mellan åtta timmar och en hel natt i centrum innan de går till ett teleskop.

Tillgångsvägen till toppen inkluderar branta stigningar, och de första fem milen är olagda, eller som Brigette beskriver det, "du knasar längs en vulkanisk stenväg utan skyddsskenor." Överst, efter "du klättrar genom molnen" är det inte bara kallt, utan det kan snö. En astronom som jag känner fick tid på ett av Mauna Kea-teleskop, men när hennes höjdjustering var över såg inget annat än snö. Och naturligtvis kan du inte bara ströva ner till de soliga stränderna förrän vädret förbättras, eftersom du då måste justera dig till höjden.

Men i allmänhet är observationsförhållandena mycket bra på Mauna Kea, varför det har så många teleskop. Visst har Goddard-teamet fått mycket användbar data.

Men innan de kunde börja observera var de tvungna att få Celeste ur förpackningslådorna, montera den och sätta upp den. Allt i lådorna är noggrant märkta. Det kan ta upp till två dagar att sätta ihop det. Du måste vara särskilt försiktig med att göra detta på 14 000 ft. Brigitte säger att hon får migrän, känner sig sjuk och är trött, men sover dåligt. Men ur synvinkeln att montera en svår och dyr utrustning är det värsta "I höjd är vi faktiskt väldigt dumma." När de monterar Celeste måste allt de gör loggas in skriftligt så att det är klart vad som har gjorts och vad nästa steg är.

En oväntad risk för höga höjder, känd för bergsklättrare och militära piloter, är ökad flatulens. Minskningen av lufttrycket orsakar en ökning av tarmgasens volym. . . med de vanliga konsekvenserna. Detta är definitivt inte glamoröst!

Kitt Peak
Cassinis spektrometer upptäckte extrahöga temperaturer på Saturnus, men Goddard-teamet med Celeste fann gasetylen (som vanligtvis inte upptäcktes på Saturnus) i mängder hundra gånger större än någon modell kunde stå för. De upptäckte detta vid McMath-Pierce solteleskop. Det är det största solteleskopet i världen och så känsligt att det kan användas på natten för att observera ljusa föremål.

Förmodligen låter Arizona lika exotiskt för många människor som Hawaii gör, men Kitt Peak är mycket mer tillgängligt än Mauna Kea. Det är ungefär 90 minuters bilresa från Tucson och vägen till observatorierna är asfalterad och väl graderad. Vid 2000 m (nästan 7000 ft) varnas människor med hälsoproblem om höjden. Men det är inte högre än Santa Fe, New Mexico och många städer i Colorado.

Än sen då är pågår i atmosfären i Saturn? Astronomerna vet det fortfarande inte, men de data som samlas in på bergstopparna kommer att hjälpa till att förstå de jätteplaneterna.

Jag tackar Brigette Hesman för att jag fick använda hennes historia som grund för denna artikel.

Video Instruktioner: Sara Seager: The search for planets beyond our solar system (April 2024).