El Observatorio Mount Wilson ( MWO ) es un observatorio astronómico en el condado de Los Ángeles, California , Estados Unidos. El MWO está ubicado en el Monte Wilson , un pico de 5.710 pies (1.740 metros) en las montañas de San Gabriel, cerca de Pasadena , al noreste de Los Ángeles.
El observatorio contiene dos telescopios de importancia histórica: el telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m), que fue el telescopio de mayor apertura del mundo desde su finalización en 1917 hasta 1949, y el telescopio de 60 pulgadas, que fue el telescopio operativo más grande del mundo. mundo cuando se completó en 1908. También contiene el telescopio solar Snow terminado en 1905, la torre solar de 60 pies (18 m) terminada en 1908, la torre solar de 150 pies (46 m) terminada en 1912 y el conjunto CHARA . construido por la Universidad Estatal de Georgia , que entró en pleno funcionamiento en 2004 y fue el interferómetro óptico más grande del mundo en su finalización.
Debido a la capa de inversión que atrapa el aire caliente y el smog sobre Los Ángeles, el Monte Wilson tiene un aire más estable que cualquier otro lugar de América del Norte, lo que lo hace ideal para la astronomía y, en particular, para la interferometría . [1] La creciente contaminación lumínica debido al crecimiento del gran Los Ángeles ha limitado la capacidad del observatorio para dedicarse a la astronomía del espacio profundo, pero sigue siendo un centro productivo, y el conjunto CHARA continúa importantes investigaciones estelares.
Los esfuerzos iniciales para montar un telescopio en el Monte Wilson ocurrieron en la década de 1880 por uno de los fundadores de la Universidad del Sur de California , Edward Falles Spence , pero murió sin terminar el esfuerzo de financiación. [2] El observatorio fue concebido y fundado por George Ellery Hale , quien previamente había construido el telescopio de 1 metro en el Observatorio Yerkes , entonces el telescopio más grande del mundo. El Observatorio Solar Mount Wilson fue financiado por primera vez por la Institución Carnegie de Washington en 1904, alquilando el terreno a los propietarios del Hotel Mount Wilson en 1904. Entre las condiciones del contrato de arrendamiento estaba que permitiera el acceso público. [3]
Hay tres telescopios solares en el Observatorio Monte Wilson. Sólo uno de estos telescopios, la Torre Solar de 60 pies, todavía se utiliza para la investigación solar.
El Telescopio Solar de Nieve fue el primer telescopio instalado en el incipiente Observatorio Solar Monte Wilson. Fue el primer telescopio solar del mundo montado permanentemente. Anteriormente, los telescopios solares eran portátiles, por lo que podían utilizarse para observar eclipses solares en todo el mundo. El telescopio fue donado al Observatorio Yerkes por Helen Snow de Chicago. George Ellery Hale, entonces director de Yerkes, hizo llevar el telescopio al Monte Wilson para ponerlo en servicio como un instrumento científico adecuado. Su espejo primario de 24 pulgadas (61 cm) con una distancia focal de 60 pies (18 m), junto con un espectrógrafo, realizó un trabajo innovador en los espectros de las manchas solares, el desplazamiento Doppler del disco solar giratorio e imágenes solares diarias en varias longitudes de onda. . Pronto siguieron las investigaciones estelares, ya que las estrellas más brillantes podían registrar sus espectros con exposiciones muy prolongadas en placas de vidrio. [4] El telescopio solar Snow es utilizado principalmente por estudiantes universitarios que reciben formación práctica en física solar y espectroscopia. [5] También se usó públicamente para el tránsito de Mercurio a través de la cara del Sol el 9 de mayo de 2016.
La Torre Solar de 18 m (60 pies) pronto se construyó sobre el trabajo iniciado en el telescopio Snow. Cuando se completó en 1908, el diseño de torre vertical del telescopio solar de 60 pies de distancia focal permitió una resolución de la imagen y el espectro solar mucho mayor que la que podía lograr el telescopio Snow. La mayor resolución se obtuvo al situar la óptica a mayor altura del suelo, evitando así la distorsión causada por el calentamiento del suelo por el Sol. El 25 de junio de 1908, Hale registraría la división de Zeeman en el espectro de una mancha solar, mostrando por primera vez que existían campos magnéticos en algún lugar además de la Tierra. Un descubrimiento posterior fue el de la polaridad invertida en las manchas solares del nuevo ciclo solar de 1912. El éxito de la Torre de 60 pies impulsó a Hale a buscar otro telescopio de torre más alto. En la década de 1960, Robert Leighton descubrió que el Sol tenía una oscilación de 5 minutos y nació el campo de la heliosismología. [4] [6] La torre de 60 pies es operada por el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad del Sur de California .
La torre solar de 150 pies (46 m) de longitud focal amplió el diseño de la torre solar con su diseño de torre en torre. (La torre mide en realidad 176 pies (54 m) de altura). Una torre interior sostiene la óptica de arriba, mientras que una torre exterior, que rodea completamente la torre interior, sostiene la cúpula y los pisos alrededor de la óptica. Este diseño permitió un aislamiento completo de la óptica del efecto del viento que balanceaba la torre. Dos espejos transmiten luz solar a una lente de 30 cm (12 pulgadas) que enfoca la luz en la planta baja. Se completó por primera vez en 1910, pero una óptica insatisfactoria provocó un retraso de dos años antes de que se instalara una lente doble adecuada. La investigación incluyó rotación solar, polaridades de las manchas solares, dibujos diarios de manchas solares y muchos estudios de campos magnéticos. El telescopio solar sería el más grande del mundo durante 50 años hasta que se completó el telescopio solar McMath-Pierce en Kitt Peak en Arizona en 1962. En 1985, la UCLA se hizo cargo de la operación de la torre solar de los Observatorios Carnegie después de que decidieron dejar de financiar el observatorio. [7]
Para el telescopio de 60 pulgadas, George Ellery Hale recibió el espejo de 60 pulgadas (1,5 m), fundido por Saint-Gobain en Francia, en 1896 como regalo de su padre, William Hale. Se trataba de un disco de vidrio de 19 cm de espesor y que pesaba 860 kg. Sin embargo, no fue hasta 1904 que Hale recibió financiación de la Institución Carnegie para construir un observatorio. La molienda comenzó en 1905 y duró dos años. El montaje y la estructura del telescopio se construyeron en San Francisco y apenas sobrevivieron al terremoto de 1906 . Transportar las piezas hasta la cima del Monte Wilson fue una tarea enorme. La primera luz fue el 8 de diciembre de 1908. Era, en ese momento, el telescopio operativo más grande del mundo. [1] El Leviatán de Parsonstown de Lord Rosse , un telescopio de 72 pulgadas (1,8 metros) construido en 1845, estaba, en la década de 1890, fuera de servicio.
Aunque ligeramente más pequeño que el Leviatán, el de 60 pulgadas tenía muchas ventajas, incluyendo un sitio mucho mejor, un espejo de vidrio en lugar de espéculo metálico y una montura de precisión que podía seguir con precisión cualquier dirección en el cielo, por lo que el de 60 pulgadas era un gran avance. avance.
El telescopio de 60 pulgadas es un telescopio reflector construido para configuraciones Newtonianas , Cassegrain y Coudé . Actualmente se utiliza en la configuración Cassegrain doblada. Se convirtió en uno de los telescopios más productivos y exitosos de la historia astronómica. Su diseño y poder de captación de luz permitieron ser pioneros en el análisis espectroscópico , las mediciones de paralaje , la fotografía de nebulosas y la fotografía fotométrica . [8] Aunque nueve años más tarde fue superado en tamaño por el telescopio Hooker de § 100 pulgadas, el telescopio de 60 pulgadas siguió siendo uno de los más grandes en uso durante décadas.
En 1992, el telescopio de 60 pulgadas fue equipado con uno de los primeros sistemas de óptica adaptativa , el Experimento de Compensación Atmosférica (ACE). El sistema de 69 canales mejoró el poder de resolución potencial del telescopio de 0,5 a 1,0 segundos de arco a 0,07 segundos de arco. ACE fue desarrollado por DARPA para el sistema de Iniciativa de Defensa Estratégica y la Fundación Nacional de Ciencias financió la conversión civil.
El telescopio se utiliza para la divulgación pública como el segundo telescopio más grande del mundo dedicado al público en general. Se colocan oculares de 10 cm hechos a medida en su enfoque utilizando la configuración cassegrain doblada para proporcionar vistas de la Luna, los planetas y los objetos del cielo profundo. Los grupos pueden reservar el telescopio para una noche de observación. [9]
El telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) ubicado en el Observatorio Mount Wilson, California, se completó en 1917 y fue el telescopio más grande del mundo hasta 1949. Es uno de los telescopios de astronomía observacional más famosos del siglo XX. Fue utilizado por Edwin Hubble para realizar observaciones con las que obtuvo dos resultados fundamentales que cambiaron la visión científica del Universo. Utilizando observaciones que realizó en 1922-1923, Hubble pudo demostrar que el Universo se extiende más allá de la Vía Láctea y que varias nebulosas estaban a millones de años luz de distancia. Luego demostró que el universo se estaba expandiendo . [10]
Una vez que el proyecto del telescopio de sesenta pulgadas estuvo en marcha, Hale inmediatamente se dedicó a crear un telescopio más grande. John D. Hooker proporcionó una financiación crucial de 45.000 dólares [12] para la compra y el pulido del espejo, mientras que Andrew Carnegie [13] proporcionó fondos para completar el telescopio y la cúpula. La fábrica de Saint-Gobain fue elegida nuevamente para fundir una pieza en bruto en 1906, que se completó en 1908. Después de considerables problemas con la pieza en bruto (y posibles reemplazos), el telescopio Hooker se completó y vio su "primera luz" el 2 de noviembre de 1917. Al igual que con el telescopio de sesenta pulgadas, los cojinetes cuentan con la ayuda de flotadores de mercurio para soportar el peso de 100 toneladas del telescopio.
En 1919, el telescopio Hooker fue equipado con un accesorio especial, un interferómetro astronómico óptico de 6 metros desarrollado por Albert A. Michelson , mucho más grande que el que había utilizado para medir los satélites de Júpiter. Michelson pudo utilizar el equipo para determinar el diámetro preciso de estrellas, como Betelgeuse , la primera vez que se midió el tamaño de una estrella. Henry Norris Russell desarrolló su sistema de clasificación de estrellas basándose en observaciones realizadas con el Hooker.
En 1935, el revestimiento plateado utilizado desde 1917 en el espejo Hooker fue reemplazado por un revestimiento de aluminio más moderno y duradero que reflejaba un 50% más de luz que el revestimiento plateado anterior. El nuevo método de revestimiento de los espejos del telescopio se probó por primera vez en el espejo más antiguo de 1,5 metros. [14]
Edwin Hubble realizó muchos cálculos críticos a partir del trabajo en el telescopio Hooker. En 1923, Hubble descubrió la primera variable cefeida en la nebulosa espiral de Andrómeda utilizando un telescopio de 2,5 metros. Este descubrimiento le permitió calcular la distancia a la nebulosa espiral de Andrómeda y demostrar que en realidad se trataba de una galaxia fuera de nuestra Vía Láctea . Hubble, con la ayuda de Milton L. Humason , observó la magnitud del corrimiento al rojo en muchas galaxias y publicó un artículo en 1929 que mostraba que el universo se está expandiendo.
El reinado de Hooker de tres décadas como el telescopio más grande llegó a su fin cuando el consorcio Caltech -Carnegie completó su telescopio Hale de 200 pulgadas (5,1 m) en el Observatorio Palomar , 144 km al sur, en el condado de San Diego, California . El telescopio Hale vio su primera luz en enero de 1949. [15]
En la década de 1980, el foco de la investigación astronómica se había centrado en la observación del espacio profundo, lo que requería cielos más oscuros que los que se podían encontrar en el área de Los Ángeles, debido al problema cada vez mayor de la contaminación lumínica . En 1989, la Institución Carnegie , que gestionaba el observatorio, lo entregó al Instituto Mount Wilson, una organización sin fines de lucro. En ese momento, el telescopio de 2,5 metros estaba desactivado, pero se reinició en 1992 y en 1995 se le equipó con un sistema de óptica adaptativa de luz visible y posteriormente, en 1997, albergó el UnISIS, sistema de óptica adaptativa de estrella guía láser. [16] [17]
Como el uso del telescopio para trabajos científicos volvió a disminuir, se tomó la decisión de convertirlo para su uso en observación visual. Debido a la elevada posición del foco Cassegrain sobre el suelo de observación, se desarrolló un sistema de espejos y lentes para permitir la observación desde una posición en la parte inferior del tubo del telescopio. Con la conversión completada en 2014, el telescopio de 2,5 metros comenzó su nueva vida como el telescopio más grande del mundo dedicado al uso público. Las observaciones programadas periódicamente comenzaron con la temporada de observación de 2015. [18]
El telescopio tiene un poder de resolución de 0,05 segundos de arco .
La interferometría astronómica tiene una rica historia en Mount Wilson. Aquí se han instalado nada menos que siete interferómetros. La razón de esto es que el aire extremadamente estable sobre el Monte Wilson se adapta bien a la interferometría, el uso de múltiples puntos de observación para aumentar la resolución lo suficiente como para permitir la medición directa de detalles como los diámetros de las estrellas.
El primero de estos interferómetros fue el interferómetro estelar de 20 pies. En 1919, el telescopio Hooker de 100 pulgadas estaba equipado con un accesorio especial, un interferómetro astronómico óptico de 20 pies desarrollado por Albert A. Michelson y Francis G. Pease. Estaba conectado al extremo del telescopio de 100 pulgadas y utilizaba el telescopio como plataforma guía para mantener la alineación con las estrellas que se estaban estudiando. En diciembre de 1920, Michelson y Pease pudieron utilizar el equipo para determinar el diámetro preciso de una estrella, la gigante roja Betelgeuse, la primera vez que se midió el tamaño angular de una estrella. El año siguiente, Michelson y Pease midieron los diámetros de seis gigantes rojas más antes de alcanzar el límite de resolución del interferómetro de haz de 20 pies. [19]
Para ampliar el trabajo del interferómetro de 20 pies, Pease, Michelson y George E. Hale diseñaron un interferómetro de 50 pies que se instaló en el Observatorio Mount Wilson en 1929. Midió con éxito el diámetro de Betelgeuse, pero, aparte de beta Andromedae , no pudo medir ninguna estrella que no estuviera ya medida por el interferómetro de 20 pies. [20]
La interferometría óptica alcanzó el límite de la tecnología disponible y se necesitaron unos treinta años para que una informática más rápida, detectores electrónicos y láseres volvieran a hacer posibles interferómetros más grandes.
El Interferómetro Espacial Infrarrojo (ISI), administrado por una rama de la Universidad de California, Berkeley , es un conjunto de tres telescopios de 1,65 metros que operan en el infrarrojo medio. Los telescopios son totalmente móviles y su ubicación actual en el Monte Wilson permite ubicarlos a una distancia de hasta 70 metros, lo que proporciona la resolución de un telescopio de ese diámetro. Las señales se convierten en radiofrecuencias a través de circuitos heterodinos y luego se combinan electrónicamente utilizando técnicas copiadas de la radioastronomía . [21] La línea de base más larga, de 70 metros, proporciona una resolución de 0,003 segundos de arco a una longitud de onda de 11 micrómetros. El 9 de julio de 2003, ISI registró las primeras mediciones de síntesis de apertura de fase de cierre en el infrarrojo medio. [22]
El Centro de Astronomía de Alta Resolución Angular (CHARA), construido y operado por la Universidad Estatal de Georgia , es un interferómetro formado por seis telescopios de 1 metro dispuestos a lo largo de tres ejes con una separación máxima de 330 m. Los haces de luz viajan a través de tuberías de vacío y se retardan y combinan ópticamente, lo que requiere un edificio de 100 metros de largo con espejos móviles sobre carros para mantener la luz en fase mientras la Tierra gira. CHARA comenzó su uso científico en 2002 y sus "operaciones de rutina" a principios de 2004. En el infrarrojo, la imagen integrada puede resolver hasta 0,0005 segundos de arco. Se utilizan regularmente seis telescopios para observaciones científicas y, desde finales de 2005, los resultados de las imágenes se obtienen de forma rutinaria. El conjunto capturó la primera imagen de la superficie de una estrella de secuencia principal distinta del Sol publicada a principios de 2007. [23]
Eric Becklin utilizó en 1966 un telescopio de 61 cm equipado con un detector de infrarrojos adquirido a un contratista militar para determinar por primera vez el centro de la Vía Láctea . [24]
En 1968, Gerry Neugebauer y Robert B. Leighton llevaron a cabo el primer estudio del cielo en el IR cercano (2,2 µm) de una gran superficie utilizando un plato reflectante de 157 cm que habían construido a principios de los años 1960. [25] Conocido como Telescopio Infrarrojo Caltech , operaba en un modo de escaneo de deriva no guiado utilizando un fotomultiplicador de sulfuro de plomo (II) (PbS) leído en cartas de papel. [26] El telescopio está ahora en exhibición en el Centro Udvar-Hazy , parte del Museo Smithsonian del Aire y el Espacio . [26]
El observatorio fue el escenario principal de "Nothing Behind the Door", el primer episodio de la serie de radio Quiet, Please, que se emitió originalmente el 8 de junio de 1947.
El observatorio fue un lugar de rodaje en un episodio de temática espacial de Check It Out! con el Dr. Steve Brule .
