Telescópio William Herschel - William Herschel Telescope
 O edifício do telescópio William Herschel
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| Nomes alternativos | Telescópio William Herschel ， WHT 
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| Nomeado após |
William Herschel
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| Parte de |
Observatório Roque de los Muchachos
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| Localizações) | Província de Santa Cruz de Tenerife , Ilhas Canárias , Espanha |
| Coordenadas |
28 ° 45′38 ″ N 17 ° 52′54 ″ W / 28,760472222222 ° N 17,881611111111 ° W Coordenadas: 28 ° 45′38 ″ N 17 ° 52′54 ″ W / 28,760472222222 ° N 17,881611111111 ° W
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| Organização |
Grupo de Telescópios Isaac Newton
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| Altitude | 2.344 m (7.690 pés)
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| Construído | 1983–1987
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| Primeira luz | 1 de junho de 1987
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| Estilo telescópio |
telescópio refletor
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| Diâmetro | 4,2 m (13 pés 9 pol.)
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| Diâmetro secundário | 1,0 m (3 pés 3 pol.)
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| Área de coleta | 13,8 m 2 (149 pés quadrados)
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| Montagem |
montagem altazimuth
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| Gabinete |
cebola cúpula
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| Local na rede Internet |
www
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  Localização do telescópio William Herschel | |
 Mídia relacionada no Wikimedia Commons
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O Herschel Telescope William ( WHT ) é um 4,20 metros (165 in) óptico / infravermelho próximo telescópio refletor localizado no Observatorio del Roque de los Muchachos , na ilha de La Palma nas Ilhas Canárias , Espanha. O telescópio, que leva o nome de William Herschel , faz parte do Grupo de Telescópios Isaac Newton . É financiado por conselhos de pesquisa do Reino Unido, Holanda e Espanha.
Na época da construção em 1987, o WHT era o terceiro maior telescópio óptico único do mundo . Atualmente é o segundo maior da Europa e foi o último telescópio construído por Grubb Parsons em seus 150 anos de história.
O WHT é equipado com uma ampla gama de instrumentos que operam nos regimes óptico e infravermelho próximo . Eles são usados por astrônomos profissionais para conduzir uma ampla gama de pesquisas astronômicas. Astrônomos usando o telescópio descobriram a primeira evidência de um buraco negro supermassivo ( Sgr A * ) no centro da Via Láctea e fizeram a primeira observação óptica de uma explosão de raios gama . O telescópio tem 75% de noites claras, com uma visão mediana de 0,7 " .
História
O WHT foi concebido pela primeira vez no final dos anos 1960, quando o Anglo-Australian Telescope (AAT) de 3,9 m (150 in ) estava sendo projetado. A comunidade astronômica britânica viu a necessidade de telescópios de poder comparável no hemisfério norte . Em particular, havia uma necessidade de acompanhamento óptico de fontes interessantes nas pesquisas de rádio conduzidas nos observatórios Jodrell Bank e Mullard (ambos localizados no Reino Unido ), o que não poderia ser feito a partir da localização do AAT no hemisfério sul.
O AAT foi concluído em 1974, quando o British Science and Engineering Research Council começou a planejar um grupo de três telescópios localizados no hemisfério norte (agora conhecido como Isaac Newton Group of Telescopes , ING). Os telescópios deveriam ser de 1,0 m (39 pol.) (Que se tornou o Telescópio Jacobus Kapteyn ), o Telescópio Isaac Newton de 2,5 m (98 pol.) Que seria movido de seu local existente no Castelo de Herstmonceux e um telescópio de 4 m, inicialmente planejado como 4,5 m (180 pol.). Um novo local foi escolhido a uma altitude de 2.344 m (7.690 pés), na ilha de La Palma nas Ilhas Canárias , que é agora o Observatorio del Roque de los Muchachos . O projeto foi liderado pelo Royal Greenwich Observatory (RGO), que também operou os telescópios até o controle passar para um ING independente quando o RGO foi fechado em 1998.
Em 1979, o 4 m estava prestes a ser sucateado devido a um orçamento crescente, enquanto a abertura havia sido reduzida para 4,2 m (170 pol.). Um painel conhecido como Tiger Team foi convocado para reduzir o custo; um redesenho cortou o preço em 45%. A economia foi feita principalmente reduzindo o comprimento focal do telescópio - o que permitiu o uso de uma cúpula menor - e realocando funções não essenciais fora da cúpula para um anexo retangular mais simples (e, portanto, mais barato). No mesmo ano, o Telescópio Isaac Newton foi transferido para o Observatório Roque de los Muchachos , tornando-se o primeiro do Grupo de Telescópios Isaac Newton . Em 1981, a Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (Organização Holandesa para Pesquisa Científica, NWO) comprou uma participação de 20% no projeto, permitindo que o WHT recebesse luz verde. Naquele ano foi o 200º aniversário da descoberta de Urano por William Herschel , e decidiu-se nomear o telescópio em sua homenagem.
A construção do telescópio foi feita por Grubb Parsons , o último telescópio que a empresa produziu em seus 150 anos de história. O trabalho começou em sua oficina em Newcastle-upon-Tyne em 1983, e o telescópio foi enviado para La Palma em 1985 (os dois outros telescópios do Grupo Isaac Newton começaram a operar em 1984). O WHT viu a primeira luz em 1 de junho de 1987; era o terceiro maior telescópio óptico do mundo na época. O custo total do telescópio, incluindo a cúpula e o conjunto inicial completo de instrumentos, foi de £ 15 milhões (em 1984, equivalente a £ 49 milhões em 2019); dentro do orçamento, uma vez que a inflação é levada em consideração.
Projeto
Óptica
O telescópio consiste em um espelho primário de 4,20 m (165 pol.) F / 2,5 feito por Owens-Illinois da Cervit , um material vitrocerâmico de expansão zero e polido por Grubb Parsons . O molde do espelho foi produzido em 1969 como um de um conjunto de quatro, junto com os dos telescópios AAT , CFHT e Blanco , e foi comprado para o WHT em 1979, dez anos depois de ser feito. O primário é sólido e não diluído, portanto, nenhum sistema óptico ativo é necessário, apesar de seu peso de 16,5 toneladas (16,2 toneladas longas). A célula de suporte do espelho mantém o espelho principal em um conjunto de 60 cilindros pneumáticos . Mesmo sob o carregamento mais extremo (com o telescópio apontando para o horizonte, de modo que o espelho seja vertical), a forma do espelho muda em apenas 50 nanômetros (2,0 × 10-6 polegadas ); durante a operação normal, a deformação é muito menor.
Em sua configuração mais usual, um espelho secundário hiperbólico de 1,00 m (39 pol.) Feito de Zerodur é usado para formar um sistema Ritchey Chretien f / 11 Cassegrain com um campo de visão de 15 arcmin . Um espelho plano adicional permite o uso de qualquer uma das duas plataformas Nasmyth ou duas estações dobradas Cassegrain , cada uma com 5 campos de visão arcmin. O telescópio às vezes opera em uma configuração de foco principal de campo amplo , caso em que o secundário é removido e uma lente de correção de campo de três elementos inserida, que fornece um foco f / 2.8 efetivo com um campo de visão de 60 arcmin (40 arcmin sem vinheta ) . A mudança entre os focos Cassegrain e Nasmyth leva alguns segundos e pode ser feita durante a noite; alternar para e do foco principal requer a substituição do espelho secundário por um conjunto de foco principal durante o dia (os dois são montados costas com costas), o que leva cerca de 30 minutos.
Um foco de Coudé foi planejado como uma adição posterior, para alimentar um interferômetro óptico com outro telescópio, mas este nunca foi construído. Um espelho secundário cortante f / 35 foi planejado para observações infravermelhas , mas foi colocado em espera devido ao redesenho de economia de custos e nunca foi implementado.
Monte
O sistema óptico pesa 79.513 kg (78.257 toneladas longas) e é manobrado em uma montagem alt-azimute , com uma massa móvel total de 186.250 kg (183,31 toneladas longas) (mais instrumentos). O BTA-6 e o Telescópio Multi Espelho demonstraram durante os anos 1970 a economia significativa de peso (e, portanto, de custo) que poderia ser alcançada pelo design alt-azimute em comparação com a montagem equatorial tradicional para grandes telescópios. No entanto, o design alt-azimute requer controle de computador contínuo, compensação para rotação de campo em cada foco e resulta em um ponto cego de raio de 0,2 graus no zênite, onde os motores de acionamento não podem acompanhar o movimento sideral (os acionamentos têm uma velocidade máxima de um graus por segundo em cada eixo). O suporte é tão suave e perfeitamente equilibrado que, antes da instalação dos motores de acionamento, era possível mover manualmente o conjunto de 160 toneladas (160.000 kg) então longo. Durante a orientação em malha fechada , a montagem é capaz de uma precisão de ponta absoluta de 0,03 segundos de arco .
cúpula
O telescópio está alojado em uma cúpula de aço em forma de cebola com um diâmetro interno de 21 m (69 pés), fabricada pela Brittain Steel . A montagem do telescópio está localizada em um píer cilíndrico de concreto de modo que o centro de rotação seja 13,4 m (44 pés) acima do nível do solo, o que eleva o telescópio acima da turbulência de ar na camada do solo para melhor visualização . Uma persiana convencional de 6 m de largura para cima e para baixo com cortina de vento, várias aberturas grandes com ventiladores extratores para controle térmico e um guindaste com capacidade de 35 toneladas (34 toneladas de comprimento ) (usado para mover o espelho primário, por exemplo, para aluminização ) são todos incorporados. O tamanho e a forma do obturador permitem observações até 12 ° acima do horizonte , o que corresponde a uma massa de ar de 4,8. A massa móvel total da cúpula é de 320 toneladas métricas (310 toneladas longas), que é montada no topo de um edifício cilíndrico de três andares . A cúpula foi projetada para minimizar o estresse do vento e pode suportar até seu próprio peso novamente no gelo durante clima inclemente. A cúpula e o telescópio repousam em conjuntos separados de fundações (conduzidas 20 metros (66 pés) para baixo no basalto vulcânico), para evitar vibrações causadas pela rotação da cúpula ou tensões do vento no edifício que afetam a orientação do telescópio.
Anexado à cúpula está um edifício retangular de três andares que abriga a sala de controle do telescópio, sala de computadores, cozinha, etc. Quase nenhuma presença humana é necessária dentro da cúpula, o que significa que as condições ambientais podem ser mantidas muito estáveis. Como resultado, o WHT obtém uma visão de cúpula perfeita . Este prédio também abriga um laboratório de detecção e uma planta de aluminização . Como o WHT tem o maior espelho único do Observatorio del Roque de los Muchachos , sua planta de realuminização tem um recipiente de vácuo grande o suficiente para acomodar os espelhos de qualquer outro telescópio na montanha. Como resultado, todos os outros telescópios do observatório contratam a utilização da planta WHT para a sua realuminização (com exceção do Gran Telescopio Canarias , que possui planta própria).
Operações
O WHT é operado pelo Grupo de Telescópios Isaac Newton (ING), juntamente com o Telescópio Isaac Newton de 2,5m e o Telescópio Jacobus Kapteyn de 1,0m . Os escritórios e a administração estão localizados a uma hora de carro, em Santa Cruz de La Palma , a capital da ilha. O financiamento é fornecido pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido (STFC, 65%), pela Holanda Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO, 25%) e pelo Instituto de Astrofísica de Canarias da Espanha (IAC, 10%) (valores de 2008). O tempo do telescópio é distribuído proporcionalmente a esse financiamento, embora a Espanha receba uma alocação adicional de 20% em troca do uso do local do observatório. Cinco por cento do tempo de observação é reservado para astrônomos de outras nacionalidades. Como um telescópio de pesquisa competitivo, o WHT está muito sobrecarregado, normalmente recebendo aplicações de três a quatro vezes mais tempo de observação do que realmente disponível.
A grande maioria das observações é realizada no modo de visitante, ou seja, com o astrônomo investigador fisicamente presente no telescópio. Uma mudança para as operações do modo de serviço (aquelas realizadas pela equipe do observatório em nome dos astrônomos que não viajam para o telescópio) foi considerada e rejeitada por motivos científicos e operacionais.
Instrumentos
O WHT é equipado com uma ampla gama de instrumentos científicos, proporcionando aos astrônomos a capacidade de conduzir uma grande variedade de investigações científicas. Em 2018, a instrumentação de usuário comum atual é:
- ACAM
- Câmeras de porta auxiliar - imageador / espectrógrafo óptico, com imagem de banda larga e estreita em um campo de 8 ' e espectroscopia de baixa resolução (R <900). Montado permanentemente em um dos focos de Cassegrain quebrado.
- ISIS
- Espectrógrafo de dispersão intermediária e sistema de imagem - resolução média (R = 1.800-20.000) espectrógrafo óptico de feixe duplo de fenda longa. Montado no foco Cassegrain. ISIS foi um da primeira geração original de instrumentos WHT.
- LIRIS
- Espectrógrafo de infravermelho de resolução intermediária de fenda longa - imageador / espectrógrafo de infravermelho próximo , com imagem em um campo de 4 ', resoluções espectrais R = 700–2500, espectropolarimetria e fenda longa e máscaras de fenda multi-objeto. Montado no foco Cassegrain.
Um novo espectrógrafo óptico multi-objeto, WEAVE, deve ser instalado durante 2019.
Além disso, o WHT é um telescópio popular para instrumentos de visitantes de propósito único , que nos últimos anos incluíram PAUCam, GHαFaS , PNS, INTEGRAL, PLANETPOL , SAURON, FASTCAM e ULTRACAM. Os instrumentos de visitantes podem usar o foco Cassegrain ou um dos focos Nasmyth.
Um conjunto comum de lâmpadas de calibração (lâmpadas de arco de hélio e néon e uma lâmpada de campo plano de tungstênio) são montadas permanentemente em um dos focos Cassegrain quebrados e podem ser usadas para qualquer um dos outros instrumentos.
O ISIS e o LIRIS são os cavalos de batalha do WHT, e aproximadamente dois terços de todo o tempo concedido é para esses dois instrumentos.
Pesquisa científica
Os astrônomos usam o WHT para conduzir pesquisas científicas na maioria dos ramos da astronomia observacional , incluindo ciência do sistema solar , astronomia galáctica , astronomia extragaláctica e cosmologia . A maioria dos instrumentos é projetada para ser útil em uma variedade de pesquisas diferentes.
O WHT tem sido usado para fazer muitas novas descobertas significativas. Algumas das mais notáveis incluem a primeira evidência de um buraco negro supermassivo ( Sgr A * ) no centro da Via Láctea (em 1995) e a primeira observação óptica de uma explosão de raios gama ( GRB 970228 ) (em 1997).
Desde meados da década de 1990, o WHT tem enfrentado uma concorrência cada vez maior dos telescópios mais novos de 8 a 10 m (310 a 390 pol.). No entanto, uma ampla gama de pesquisas continua a ser feita com o telescópio. Nos últimos anos (a partir de 2010), isso incluiu:
- O projeto SAURON, uma pesquisa espectrográfica de campo integral de galáxias elípticas e lenticulares próximas (2001-2010)
- O primeiro espectro de um asteróide que posteriormente atingiu a Terra, 2008 TC 3 (2009)
- O primeiro espectro de Voorwerp de Hanny (2009)
- A descoberta de que as bandas interestelares difusas não se originam em envelopes circunstelares (2008)
- Confirmação de que WASP-3b é um planeta extrasolar (2008)
- Espectros de alta resolução da primeira supernova dupla conhecida , SN 2006jc (2007)
Futuros desenvolvimentos
A próxima geração de telescópios extremamente grandes (ELTs) exigirá óptica adaptativa sofisticada para ser usada em sua capacidade total. Como o WHT já possui um sistema óptico adaptativo avançado em operação, ele está recebendo atenção de vários programas de ELT. O Observatório Europeu do Sul 's Europeia-ELT projeto (E-ELT) iniciou um programa para utilizar o WHT como um banco de ensaio para o seu sistema de óptica adaptativa, e receberá várias noites por ano para testes on-céu. O projeto envolve a construção de novos experimentos ópticos em um dos focos de Nasmyth, denominado CANÁRIO. CANARY irá demonstrar a óptica adaptativa multi-objeto (MOAO) necessária para o instrumento EAGLE no E-ELT.
O STFC do Reino Unido (originalmente o maior contribuinte financeiro) reduziu gradualmente seu financiamento para os telescópios do ING ao longo de vários anos. Parte desse déficit de financiamento foi compensado por outros parceiros que aumentaram suas contribuições, e parte por economias e cortes de eficiência. Como resultado, as quotas de tempo de observação passarão a ser de 33% no Reino Unido, 28% na Holanda, 34% na Espanha e 5% para qualquer nacionalidade. Um novo desenvolvimento, iniciado em 2010, é o desenvolvimento de uma nova instalação de espectroscopia multi-objeto de campo amplo (WEAVE), sendo desenvolvida por um consórcio liderado pelo Reino Unido envolvendo contribuições importantes da Holanda, Espanha, França e Itália, que é deverá estar em vigor até o final de 2017. WEAVE fornecerá espectroscopia de resolução média-alta na faixa do visível (360-950 nm) para até 1000 alvos simultâneos em um campo de visão de 2 graus, e atualmente espera-se que opere através até pelo menos 2023.
Notas
Referências
links externos
-
Mídia relacionada ao Telescópio William Herschel no Wikimedia Commons
- WHT Homepage
- Imagens do WHT
- Merrifield, Michael; Dhillon, Vik; Balcells, Marc; Mendez, Javier. "Telescópio William Herschel" . Vídeos do espaço profundo . Brady Haran .
