Yerkes Observatory, w Williams Bay, Wisconsin, mieści największy teleskop refrakcyjny, jaki kiedykolwiek zbudowano do badań astronomicznych, z główną soczewką, która ma 40 cali (1,02 metra) średnicy.
Obserwatorium jest placówką Uniwersytetu w Chicago i mieści się w ozdobnym budynku w stylu romańskim, położonym na 77-akrowym terenie przypominającym park w pobliżu Lake Geneva, Wisconsin, około dwie godziny jazdy na północny zachód od centrum Chicago. Został otwarty w 1897 roku i został zamknięty dla prawie wszystkich działań w 2018 roku.
Teleskop refrakcyjny Yerkesa był gigantyczny jak na swoje czasy, z główną rurą, która ma 60 stóp długości (18 m). Teleskop refrakcyjny jest jednym z dwóch głównych typów teleskopów astronomicznych. Działa on w ten sposób, że zbiera światło przez dużą soczewkę na jednym końcu długiej tuby i skupia je na okularze, kamerze lub innym instrumencie znajdującym się na przeciwległym końcu. (Innym rodzajem teleskopu jest reflektor, który wykorzystuje duże lustro do zbierania światła). Łącznie z soczewkami, a także zwykłymi mocowaniami i innymi częściami, kompletna ruchoma część teleskopu Yerkesa waży 20 ton.
Budowa obserwatorium
W 1892 roku George Ellery Hale, profesor Uniwersytetu w Chicago, dowiedział się, że główny amerykański producent soczewek do teleskopów, Alvan G. Clark, ma parę optycznie nieskazitelnych szklanych dysków o średnicy 42 cali (1,07 m) – idealnych do serca największego na świecie teleskopu refrakcyjnego, ale kosztowałyby one sporo pieniędzy. Z pomocą Williama Raineya Harpera, prezydenta Uniwersytetu Chicago, Hale zwrócił się do Charlesa T. Yerkesa, bogatego chicagowskiego biznesmena, z propozycją sfinansowania nowego, prestiżowego obserwatorium, jak podaje Kronika Uniwersytetu Chicago. Yerkes sfinansował wiele lat wcześniej system kolei elektrycznej w Chicago.
Hale i Harper wyjaśnili Yerkesowi, że w nowym obserwatorium znajdzie się teleskop, który pobije 36-calowy teleskop refraktor Lick Observatory jako największy na świecie. Yerkes był zaintrygowany pomysłem, aby jego nazwisko było dołączone do czegoś, co byłoby największe na świecie.
„Nie obchodzi mnie, jaki będzie koszt, przyślijcie mi rachunek”, powiedział Yerkes dziennikarzom w tamtym czasie. „Wydam milion dolarów, żeby polizać Lick”. Kilka tygodni później Yerkes „eksplodował wściekłością”, gdy powiedziano mu, że „niezbędne rzeczy” dla jego obserwatorium będą kosztować 285 375 dolarów (około 8 milionów dolarów dzisiaj), zgodnie z artykułem w Boone County Journal. Mimo to, Yerkes zapłacił rachunek.
Hale skonsultował się z grupą wybitnych astronomów, aby wybrać lokalizację obserwatorium wolną od zanieczyszczeń spowodowanych dymem i światłami elektrycznymi, ale w promieniu 100 mil (161 kilometrów) od Chicago, aby zachować silny związek z głównym kampusem uniwersytetu. Spekulant nieruchomości z Chicago zaoferował tereny nad brzegiem Jeziora Genewskiego, które pasowały do tego celu.
Do budowy teleskopu uniwersytet zaangażował ten sam zespół, który zbudował instrument Lick: Alvan Clark & Sons do wykonania soczewek, oraz Warner & Swasey Co. z Cleveland do wykonania tuby i montażu.
Projekt obserwatorium
Kopuła mieszcząca duży teleskop ma 90 stóp (27 m) średnicy, według broszury opublikowanej przez obserwatorium w 1920 roku. Drewniana podłoga otaczająca pomost, na którym stoi teleskop, ma 75 stóp (23 m) średnicy i może być podnoszona lub opuszczana za pomocą elektrycznej windy, dzięki czemu astronomowie mogą dosięgnąć okularu teleskopu niezależnie od tego, czy jest on skierowany wysoko, czy nisko na niebie.
Obserwatorium zostało otwarte podczas dwudniowej ceremonii poświęcenia w październiku 1897 roku i służyło jako siedziba wydziału astronomii i astrofizyki Uniwersytetu Chicagowskiego aż do lat 60-tych XX wieku.
Od początku Obserwatorium Yerkesa było zaprojektowane jako coś więcej niż teleskop w kopule; było to wszechstronne laboratorium do badań astrofizycznych. Do 1920 roku obserwatorium posiadało trzy dodatkowe teleskopy, których możliwości uzupełniały możliwości dużego refraktora, a także szereg instrumentów laboratoryjnych do analizy światła i pomiaru fotografii.
Nauka w Yerkes
Obserwatorium Yerkes przyczyniło się do wielu odkryć naukowych w XX wieku. Oto kilka najważniejszych z nich:
- W pierwszych latach istnienia obserwatorium astronom Frank Schlesinger opracował technikę szacowania odległości gwiazd poprzez robienie zdjęć tych samych gwiazd w sześciomiesięcznych odstępach czasu za pomocą dużego refraktora. Następnie mierzył pozycje gwiazd na zdjęciach za pomocą specjalnego mikroskopu, szukając jakichkolwiek zmian pomiędzy jednym a drugim zdjęciem. Pomiar tego niewielkiego przesunięcia, zwanego paralaksą, jest najbardziej wiarygodnym sposobem mierzenia odległości gwiazd.
- William van Altena oparł się na pracy Schlesingera w latach siedemdziesiątych, używając fotometrów elektronicznych w połączeniu z wczesnymi płytami fotograficznymi do pomiaru przesunięć pozycji gwiazd przy użyciu tego samego teleskopu.
- Edwin Hubble pracował jako absolwent w Yerkes w latach 1914-1917, używając teleskopu zwierciadlanego w Yerkes do fotografowania słabych mgławic do swojej pracy doktorskiej. Znalazł on zaskakujące zmiany jasności w obiekcie znanym obecnie jako Mgławica Zmienna Hubble’a, czyli NGC 2261.
- W latach 80-tych Kyle Cudworth porównywał zdjęcia gromad gwiazd wykonane 40-calowym teleskopem w odstępie ponad 80 lat, aby zmierzyć ruchy gwiazd w gromadach. Ta informacja była kluczem do oszacowania odległości do gromad.
Astronomowie z Yerkes byli również odpowiedzialni za założenie Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego i szanowanego czasopisma Astrophysical Journal.
W ostatnich latach astronomowie z Yerkes opracowali HAWC (High-resolution Airborne Wideband Camera), który ma latać na samolocie SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) NASA, a także ARC Echelle Spectrograph, instrument zaprojektowany do precyzyjnego pomiaru wielu długości fal światła jednocześnie, dla Apache Point Observatory w Nowym Meksyku.
Wśród skarbów w Yerkes znajduje się 170 000 szklanych płyt fotograficznych wykonanych przy pomocy 40-calowego refraktora i innych teleskopów, począwszy od wczesnych lat 1900, aż do końca wieku. Astronomowie mogą przejrzeć tę kolekcję pod kątem pomiarów paralaksy lub innych badań, które mogą wykorzystać fotografię danego obszaru nieba, tak jak wyglądał on przed laty. Historyczne prace nad paralaksą wykonane w Yerkes pomogły w przygotowaniach do Sloan Digital Sky Survey, wieloletniego projektu wykorzystującego teleskop w Nowym Meksyku do mapowania położenia milionów galaktyk poza naszą Drogą Mleczną.
Yerkes Observatory closes its doors
W późniejszych latach, gdy badania przeniosły się do nowszych teleskopów, Yerkes zwróciło się ku edukacji. April Whitt, edukatorka pracująca w Planetarium Adlera w latach 90-tych, wspomina, jak pomagała studentom z Chicago obserwować ruchy księżyców Jowisza przez gigantyczny refraktor. „Byli tak podekscytowani widząc jak jeden z księżyców przechodzi za Jowiszem, a chwilę później wraca na drugą stronę,” powiedziała.
Jednym z godnych uwagi projektów edukacyjnych Yerkesa w późniejszych latach był Project SEE (Space Exploration Experience) dla studentów niewidomych lub niedowidzących. Program obejmował lekcje na temat światła podczerwonego, którego nikt nie może zobaczyć. Pamiętnym doświadczeniem dla studentów było patrzenie przez 40-calowy refraktor i posiadanie światła gwiazdy lub planety padającego na ich siatkówkę, niezależnie od stopnia ich wzroku lub ślepoty, powiedział komunikat prasowy Uniwersytetu Chicago.
Jednak po 120 latach działalności Uniwersytet Chicago zakończył działalność w Yerkes 1 października 2018 roku. Badania uniwersytetu w astronomii obserwacyjnej przeniosły się do obiektów na całym świecie i w przestrzeni kosmicznej, zgodnie z komunikatem z marca 2018 roku z uniwersytetu. Obserwacje w Yerkes nie przyczyniają się już do misji badawczej uniwersytetu, a większość działań edukacyjnych i zasięgowych wcześniej opartych na Yerkes została przeniesiona do kampusu uniwersyteckiego Hyde Park w Chicago.
Jednakże drzwi obserwatorium nie są zamknięte na zawsze. „Uniwersytet będzie nadal sporadycznie obsługiwał teleskopy w Yerkes, aby zapewnić, że obserwatorium może być nadal wykorzystywane do badań i edukacji, a duża kolekcja szklanych płyt fotograficznych będzie nadal dostępna dla naukowców po uprzednim umówieniu się na spotkanie za pośrednictwem wydziału astronomii i astrofizyki”, powiedział wydział nauk fizycznych uniwersytetu na swojej stronie internetowej.
Uniwersytet powiedział, że kontynuuje rozmowy z zainteresowanymi stronami, w tym mieszkańcami Williams Bay i potomkami Charlesa T. Yerkesa, poszukując długoterminowych zarządców obserwatorium.
Dodatkowe zasoby:
- Dowiedz się więcej o istniejących programach edukacyjnych Obserwatorium Yerkes na stronie internetowej Yerkes Outreach.
- Oglądaj: „Inside the World’s Largest Refractor at Yerkes Observatory” („Wewnątrz największego na świecie refraktora w Obserwatorium Yerkesa”), z Explore Scientific.
- Sprawdź archiwalne zdjęcia Obserwatorium Yerkes oraz obrazy wykonane przez teleskop Yerkes w Archiwum Fotograficznym Uniwersytetu w Chicago.
Ostatnie wiadomości
.