Yerkes Observatory, a Williams Bay, Wisconsin, ospita il più grande telescopio rifrattore mai costruito per la ricerca astronomica, con una lente principale di 40 pollici (1,02 metri) di diametro.
L’osservatorio è una struttura dell’Università di Chicago ed è ospitato in un ornato edificio in stile romanico situato su un sito di 77 acri simile a un parco vicino al lago di Ginevra, Wisconsin, circa due ore di auto a nord-ovest del centro di Chicago. Ha aperto nel 1897 ed è stato chiuso a quasi tutte le attività nel 2018.
Il telescopio rifrattore Yerkes era gigantesco per il suo tempo, con un tubo principale che è lungo 60 piedi (18 m). Un telescopio rifrattore è uno dei due principali tipi di telescopi astronomici. Un rifrattore ha il familiare design del cannocchiale, che funziona raccogliendo la luce attraverso una grande lente ad un’estremità di un lungo tubo e focalizzando la luce su un oculare, una macchina fotografica o un altro strumento all’estremità opposta. (L’altro tipo di telescopio è il riflettore, che utilizza un grande specchio per raccogliere la luce). Comprese le lenti, più i soliti attacchi e altre parti, la parte mobile completa del telescopio Yerkes pesa 20 tonnellate.
Costruire l’osservatorio
Nel 1892, George Ellery Hale, un professore dell’Università di Chicago, apprese che il principale produttore americano di lenti per telescopi, Alvan G. Clark, aveva un paio di dischi di vetro otticamente perfetti, 42 pollici (1,07 m) di diametro – perfetti per il cuore del più grande telescopio rifrattore del mondo, ma sarebbe costato un bel po’. Con l’aiuto di William Rainey Harper, il presidente dell’Università di Chicago, Hale si avvicinò a Charles T. Yerkes, un ricco uomo d’affari di Chicago, per finanziare un nuovo e prestigioso osservatorio, secondo l’University of Chicago Chronicle. Yerkes aveva finanziato il sistema ferroviario elettrico di Chicago anni prima.
Hale e Harper spiegarono a Yerkes che il nuovo osservatorio avrebbe ospitato un telescopio che avrebbe battuto il telescopio rifrattore da 36 pollici del Lick Observatory come più grande del mondo. Yerkes era incuriosito dall’idea di avere il suo nome legato a qualcosa che sarebbe stato il più grande del mondo.
“Non mi interessa il costo, mandatemi il conto”, disse Yerkes ai giornalisti all’epoca. “Spenderò un milione di dollari per leccare il Lick”. Poche settimane dopo, Yerkes “esplose di rabbia” quando gli fu detto che le “nude necessità” per il suo osservatorio sarebbero costate 285.375 dollari (circa 8 milioni di dollari oggi), secondo un articolo del Boone County Journal. Ciononostante, Yerkes pagò il conto.
Hale consultò un gruppo di illustri astronomi per selezionare una posizione dell’osservatorio libera dall’inquinamento da fumo e luci elettriche, ma entro 100 miglia (161 chilometri) da Chicago, per mantenere un forte legame con il campus principale dell’università. Uno speculatore immobiliare di Chicago offrì una distesa di terra sulle rive del lago di Ginevra che faceva al caso suo.
Per costruire il telescopio, l’università ingaggiò lo stesso team che aveva costruito lo strumento Lick: Alvan Clark &Sons per le lenti, e la Warner & Swasey Co. di Cleveland per il tubo e la montatura.
Il design dell’osservatorio
La cupola che ospita il grande telescopio ha un diametro di 90 piedi (27 m), secondo un opuscolo pubblicato dall’osservatorio nel 1920. Il pavimento di legno che circonda il pilastro che sostiene il telescopio è di 75 piedi (23 m) e può essere sollevato o abbassato da un ascensore elettrico in modo che gli astronomi possano raggiungere l’estremità dell’oculare del telescopio sia che sia puntato in alto o in basso nel cielo.
L’osservatorio ha aperto con una cerimonia di inaugurazione di due giorni nell’ottobre 1897 ed è stato la sede del dipartimento di astronomia e astrofisica dell’Università di Chicago fino agli anni ’60.
Fin dall’inizio, l’Osservatorio Yerkes è stato progettato per essere più di un telescopio in una cupola; era un laboratorio completo per la ricerca astrofisica. Entro il 1920, l’osservatorio aveva tre telescopi aggiuntivi le cui capacità completavano quelle del grande rifrattore, così come una serie di strumenti di laboratorio per analizzare la luce e misurare le fotografie.
Scienza a Yerkes
L’Osservatorio Yerkes ha contribuito a numerose scoperte scientifiche nel corso del XX secolo. Qui ci sono alcuni punti salienti:
- Nei primi anni dell’osservatorio, l’astronomo Frank Schlesinger sviluppò la tecnica di stimare le distanze delle stelle scattando fotografie delle stesse stelle ad intervalli di sei mesi con il grande rifrattore. Poi misurava le posizioni delle stelle sulle foto con un microscopio speciale, cercando qualsiasi cambiamento tra una foto e l’altra. Misurare questo piccolo spostamento, chiamato parallasse, è il modo più affidabile per misurare la distanza di una stella.
- William van Altena ha costruito sul lavoro di Schlesinger negli anni ’70, usando fotometri elettronici insieme alle prime lastre fotografiche per misurare gli spostamenti nelle posizioni delle stelle usando lo stesso telescopio.
- Edwin Hubble ha lavorato come studente laureato a Yerkes dal 1914 al 1917, usando il telescopio a riflessione di Yerkes per fotografare nebulose deboli per la sua tesi di dottorato. Trovò sorprendenti cambiamenti di luminosità nell’oggetto ora conosciuto come la Nebulosa Variabile di Hubble, o NGC 2261.
- Negli anni ’80, Kyle Cudworth ha confrontato fotografie di ammassi stellari scattate con il telescopio da 40 pollici a più di 80 anni di distanza l’una dall’altra per misurare i movimenti delle stelle all’interno degli ammassi. Queste informazioni erano la chiave per stimare le distanze degli ammassi.
Gli astronomi di Yerkes sono stati anche responsabili della fondazione dell’American Astronomical Society e del rispettato Astrophysical Journal.
In anni più recenti, gli astronomi di Yerkes hanno sviluppato la HAWC (High-resolution Airborne Wideband Camera) per volare sul velivolo SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) della NASA e l’ARC Echelle Spectrograph, uno strumento progettato per misurare con precisione molte lunghezze d’onda della luce contemporaneamente, per l’Apache Point Observatory nel New Mexico.
Tra i tesori di Yerkes ci sono 170.000 lastre fotografiche in vetro scattate con il rifrattore da 40 pollici e gli altri telescopi a partire dai primi anni del 1900 e per tutto il secolo. Gli astronomi possono esaminare questa collezione per misure di parallasse, o qualsiasi altra ricerca che potrebbe fare uso di una fotografia di una particolare area del cielo come appariva anni fa. Il lavoro sulla parallasse storica fatto a Yerkes ha aiutato a preparare lo Sloan Digital Sky Survey, un progetto pluriennale che utilizza un telescopio nel New Mexico per mappare la posizione di milioni di galassie al di fuori della Via Lattea.
Lo Yerkes Observatory chiude i battenti
Negli ultimi anni, mentre la ricerca si spostava su telescopi più nuovi, lo Yerkes si è rivolto all’istruzione. April Whitt, un’educatrice che lavorava all’Adler Planetarium negli anni ’90, ricordava di aver aiutato gli studenti di Chicago a osservare i movimenti delle lune di Giove attraverso il rifrattore gigante. “Erano così eccitati nel vedere una delle lune passare dietro Giove, per poi tornare dall’altra parte poco dopo”, ha detto.
Un progetto educativo degno di nota degli ultimi anni di Yerkes fu il Progetto SEE (Space Exploration Experience) per gli studenti non vedenti o ipovedenti. Il programma includeva lezioni sulla luce infrarossa, che nessuno può vedere. Un’esperienza memorabile per gli studenti era guardare attraverso il rifrattore da 40 pollici e avere la luce di una stella o di un pianeta che cadeva sulla loro retina, indipendentemente dal loro grado di vista o cecità, ha detto un comunicato stampa dell’Università di Chicago.
Ma dopo 120 anni di attività, l’Università di Chicago ha cessato le operazioni a Yerkes il 1 ottobre 2018. La ricerca dell’università nell’astronomia osservazionale si è spostata verso strutture in tutto il mondo e nello spazio, secondo un annuncio del marzo 2018 dell’università. Le osservazioni a Yerkes non contribuiscono più alla missione di ricerca dell’università, e la maggior parte delle attività educative e di sensibilizzazione precedentemente basate a Yerkes sono state spostate al campus Hyde Park dell’università a Chicago.
Tuttavia, le porte dell’osservatorio non sono chiuse per sempre. “L’Università continuerà a far funzionare occasionalmente i telescopi a Yerkes per garantire che l’Osservatorio possa continuare ad essere utilizzato per la ricerca e l’istruzione, e la grande collezione di lastre fotografiche di vetro continuerà ad essere disponibile per i ricercatori su appuntamento tramite il dipartimento di Astronomia e Astrofisica”, ha detto la divisione di scienze fisiche dell’università sul suo sito web.
L’università ha detto che sta continuando le discussioni con le parti interessate, compresi i residenti di Williams Bay e discendenti di Charles T. Yerkes, alla ricerca di amministratori a lungo termine dell’osservatorio.
Risorse aggiuntive:
- Scopri di più sui programmi educativi esistenti dell’Osservatorio Yerkes sulla pagina web Yerkes Outreach.
- Guarda: “Dentro il più grande rifrattore del mondo all’Osservatorio Yerkes”, da Explore Scientific.
- Guarda le immagini archiviate dell’Osservatorio Yerkes e le immagini catturate dal telescopio Yerkes sull’Archivio fotografico dell’Università di Chicago.
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