Yerkes Observatory, in Williams Bay, Wisconsin, huisvest de grootste brekingstelescoop die ooit voor astronomisch onderzoek is gebouwd, met een hoofdlens met een diameter van 1,02 meter.
Het observatorium is een faciliteit van de Universiteit van Chicago en is gehuisvest in een sierlijk gebouw in Romaanse stijl, gelegen op een parkachtig terrein van 77 hectare in de buurt van Lake Geneva, Wisconsin, ongeveer twee uur rijden ten noordwesten van het centrum van Chicago. Het werd geopend in 1897 en werd in 2018 gesloten voor bijna alle activiteit.
De Yerkes-refractietelescoop was gigantisch voor zijn tijd, met een hoofdbuis die 60 voet lang is (18 m). Een brekingstelescoop is een van de twee hoofdtypen astronomische telescopen. Een refractor heeft het bekende ontwerp van een verrekijker, die werkt door licht op te vangen door een grote lens aan het ene uiteinde van een lange buis en dat licht te richten op een oculair, een camera of een ander instrument aan het andere uiteinde. (Het andere type telescoop is de reflector, die gebruik maakt van een grote spiegel om licht te verzamelen). Inclusief lenzen, plus de gebruikelijke hulpstukken en andere onderdelen, weegt het complete bewegende deel van de Yerkes-telescoop 20 ton.
Bouw van het observatorium
In 1892 vernam George Ellery Hale, een professor aan de universiteit van Chicago, dat Amerika’s belangrijkste maker van telescooplenzen, Alvan G. Clark, een paar optisch onberispelijke glazen schijven had met een diameter van 1,07 m (42 inch) – perfect voor het hart van ’s werelds grootste brekingstelescoop, maar het zou een aardige cent kosten. Met de hulp van William Rainey Harper, de president van de Universiteit van Chicago, benaderde Hale Charles T. Yerkes, een rijke zakenman uit Chicago, over de financiering van een nieuw, prestigieus observatorium, aldus de University of Chicago Chronicle. Yerkes had jaren eerder het elektrische spoorwegsysteem van Chicago gefinancierd.
Hale en Harper legden aan Yerkes uit dat het nieuwe observatorium een telescoop zou huisvesten die de 36-inch refractortelescoop van het Lick Observatory zou verslaan voor grootste ter wereld. Yerkes was geïntrigeerd door het idee dat zijn naam verbonden zou zijn aan iets dat de grootste ter wereld zou zijn.
“Het maakt me niet uit wat het kost, stuur me de rekening maar,” zei Yerkes destijds tegen journalisten. “Ik zal een miljoen dollar uitgeven om de Lik te likken.” Een paar weken later “ontplofte Yerkes van woede” toen hem werd verteld dat de “kale benodigdheden” voor zijn observatorium 285.375 dollar zouden kosten (ongeveer 8 miljoen dollar vandaag), volgens een artikel in de Boone County Journal. Niettemin betaalde Yerkes de rekening.
Hale raadpleegde een groep vooraanstaande astronomen om een observatoriumlocatie te kiezen die vrij was van vervuiling door rook en elektrische lampen, maar toch binnen 161 mijl (161 kilometer) van Chicago, om een sterke band te houden met de hoofdcampus van de universiteit. Een vastgoedspeculant uit Chicago bood een stuk land aan de oevers van het Meer van Genève dat aan de eisen voldeed.
Voor de bouw van de telescoop nam de universiteit hetzelfde team in dienst dat ook het Lick-instrument had gebouwd: Alvan Clark & Sons voor de lenzen, en de Warner & Swasey Co. uit Cleveland voor de buis en de bevestiging.
Het ontwerp van het observatorium
De koepel die de grote telescoop huisvest is 90 voet (27 m) in diameter, volgens een pamflet gepubliceerd door het observatorium in 1920. De houten vloer rond de pier die de telescoop ondersteunt is 75 voet (23 m) breed en kan worden verhoogd of verlaagd met een elektrische lift, zodat astronomen het oculair uiteinde van de telescoop kunnen bereiken, ongeacht of deze hoog of laag aan de hemel is gericht.
Het observatorium werd geopend met een tweedaagse inwijdingsceremonie in oktober 1897 en diende als de thuisbasis van de afdeling astronomie en astrofysica van de Universiteit van Chicago tot in de jaren 1960.
Van meet af aan was het Yerkes Observatory ontworpen om meer te zijn dan een telescoop in een koepel; het was een uitgebreid laboratorium voor astrofysisch onderzoek. In 1920 had het observatorium drie extra telescopen waarvan de mogelijkheden die van de grote refractor aanvulden, evenals een reeks laboratoriuminstrumenten voor het analyseren van licht en het meten van foto’s.
Wetenschap bij Yerkes
Yerkes Observatory heeft in de loop van de 20e eeuw bijgedragen aan talloze wetenschappelijke ontdekkingen. Hier volgen enkele hoogtepunten:
- In de beginjaren van het observatorium ontwikkelde de astronoom Frank Schlesinger de techniek van het schatten van sterafstanden door met tussenpozen van zes maanden foto’s te maken van dezelfde sterren met de grote refractor. Vervolgens mat hij de posities van de sterren op de foto’s met een speciale microscoop, op zoek naar een verandering tussen de ene foto en de andere. Het meten van deze kleine verschuiving, parallax genaamd, is de meest betrouwbare manier om de afstand van een ster te meten.
- William van Altena bouwde in de jaren zeventig voort op het werk van Schlesinger en gebruikte elektronische fotometers in combinatie met vroege fotografische platen om verschuivingen in sterposities te meten met dezelfde telescoop.
- Edwin Hubble werkte van 1914 tot 1917 als promovendus bij Yerkes en gebruikte de spiegeltelescoop van Yerkes om zwakke nevels te fotograferen voor zijn doctoraalscriptie. Hij vond verrassende helderheidsveranderingen in het object dat nu bekend staat als Hubble’s Variable Nebula, of NGC 2261.
- In de jaren tachtig vergeleek Kyle Cudworth foto’s van sterrenhopen die met de 40-inch telescoop met een tussenpoos van meer dan 80 jaar waren genomen, om de bewegingen van sterren binnen de sterrenhopen te meten. Deze informatie was een sleutel tot het schatten van de afstanden tot de clusters.
Astronomen van Yerkes waren ook verantwoordelijk voor het oprichten van de American Astronomical Society en het gerespecteerde Astrophysical Journal.
In recentere jaren ontwikkelden astronomen bij Yerkes de HAWC (High-resolution Airborne Wideband Camera) om te vliegen op NASA’s SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) vliegtuig, evenals de ARC Echelle Spectrograph, een instrument ontworpen om nauwkeurig vele golflengten van licht tegelijk te meten, voor het Apache Point Observatory in New Mexico.
Tot de schatten van Yerkes behoren 170.000 glasfotoplaten die zijn gemaakt met de 40-inch refractor en de andere telescopen, beginnend in het begin van 1900 en eindigend in de rest van de eeuw. Astronomen kunnen deze collectie bekijken voor parallaxmetingen, of ander onderzoek dat gebruik kan maken van een foto van een bepaald gebied aan de hemel zoals dat er jaren geleden uitzag. Historisch parallaxwerk bij Yerkes heeft geholpen bij de voorbereiding van de Sloan Digital Sky Survey, een meerjarig project waarbij een telescoop in New Mexico wordt gebruikt om de locaties van miljoenen sterrenstelsels buiten onze Melkweg in kaart te brengen.
Yerkes Observatory sluit zijn deuren
In zijn latere jaren, toen het onderzoek zich verplaatste naar nieuwere telescopen, richtte Yerkes zich op onderwijs. April Whitt, een lerares die in de jaren negentig in het Adler Planetarium werkte, herinnerde zich hoe ze studenten uit Chicago hielp om de bewegingen van de manen van Jupiter te observeren door de gigantische refractor. “Ze waren zo opgewonden toen ze een van de manen achter Jupiter zagen passeren en even later aan de andere kant weer tevoorschijn zagen komen,” zei ze.
Een opmerkelijk onderwijsproject uit Yerkes’ latere jaren was Project SEE (Space Exploration Experience) voor leerlingen die blind of slechtziend zijn. Het programma omvatte lessen over infrarood licht, dat niemand kan zien. Een gedenkwaardige ervaring voor de studenten was om door de 40-inch refractor te kijken en het licht van een ster of planeet op hun netvlies te laten vallen, ongeacht hun mate van zicht of blindheid, aldus een nieuwsbericht van de Universiteit van Chicago.
Maar na 120 jaar in bedrijf te zijn geweest, heeft de Universiteit van Chicago de activiteiten bij Yerkes op 1 oktober 2018 gestaakt. Het onderzoek van de universiteit in observationele astronomie verschoof naar faciliteiten wereldwijd en in de ruimte, volgens een aankondiging van de universiteit van maart 2018. Waarnemingen bij Yerkes dragen niet langer bij aan de onderzoeksmissie van de universiteit, en de meeste onderwijs- en outreach-activiteiten die voorheen op Yerkes waren gebaseerd, zijn verplaatst naar de Hyde Park-campus van de universiteit in Chicago.
Hoewel, de deuren van het observatorium zijn niet voor altijd gesloten. “De universiteit zal de telescopen in Yerkes af en toe blijven bedienen om ervoor te zorgen dat het observatorium kan blijven worden gebruikt voor onderzoek en onderwijs, en de grote collectie glazen fotografische platen zal op afspraak beschikbaar blijven voor onderzoekers via de afdeling Astronomie en Astrofysica,” zei de afdeling natuurwetenschappen van de universiteit op haar website.
De universiteit zei dat het in gesprek blijft met geïnteresseerde partijen, waaronder bewoners van Williams Bay en afstammelingen van Charles T. Yerkes, op zoek naar stewards voor de lange termijn van het observatorium.
Aanvullende bronnen:
- Meer informatie over bestaande onderwijsprogramma’s van het Yerkes Observatory op de Yerkes Outreach webpagina.
- Bekijk: “Inside the World’s Largest Refractor at Yerkes Observatory,” van Explore Scientific.
- Bekijk gearchiveerde beelden van het Yerkes Observatory en beelden gemaakt door de Yerkes telescoop op het University of Chicago’s Photographic Archive.
Recent news