Het William Myron Keck observatorium is een optische en infrarood-telescoop te Hawaï. Het bijzondere van de telescoop is dat hij bestaat uit twee fysieke telescopen waarmee interferometrie mogelijk is. De telescoop is wetenschappelijk van zeer grote waarde omdat de technieken er ontwikkeld worden waarmee toekomstige ruimtetelescopen als de Terrestrial Planet Finder zullen werken, anderzijds omdat de telescoop één van de eerste zal zijn waarmee licht van een ster uit een opname gefilterd kan worden waarmee een blik geworpen kan worden op het zonnestelsel van de betreffende ster.
De telescoop dankt zijn naam aan de W.M. Keck-stichting, een filantropische organisatie opgericht in 1954 door William Myron Keck, een Amerikaans oliemagnaat. Deze stichting spendeerde 140 miljoen Amerikaanse dollar in het project.
Op de top van de slapende vulkaan Mauna Kea, in Hawaï, staan de twee Keck telescopen. De telescoop is op Hawaï gebouwd omdat op deze plaats op aarde weinig aardse lichten de hemel verlichten en omdat de atmosfeer hier vaak helder is.
Omringd door duizenden kilometers van thermisch relatief stabiele oceaan, heeft de 13796 voet hoge top van de Mauna Kea geen omringende bergketens die de atmosfeer beïnvloeden of het licht-reflecterende stof in de lucht brengen. Tijdens bijna het gehele jaar is de atmosfeer boven Mauna Kea rustig en droog.
Het is een 7-hectare campus in Kamuela op de Big Island van Hawaï. De grond voor de hoofdvestiging is gedoneerd door Parker Ranch.
De telescoop wordt beheerd door het astronomisch instituut van de universiteit van Hawaï en het Jet Propulsion Laboratory.
Het observatorium wordt uitgebaat door de California Association for Research in Astronomy (CARA), waarvan de Raad van Bestuur bestaat uit vertegenwoordigers van het California Institute of Technology en de Universiteit van Californië. In 1996 trad NASA toe als partner in het observatorium.
Ongeveer 125 mensen werken fulltime op Keck, waarvan twee derde mensen van Hawaï. Met een jaarlijkse begroting van € 11 miljoen, is het Observatorium een van de stads grootste werkgevers.
Elk van de afzonderlijke telescopen weegt meer dan 300 ton en is zo hoog als een gebouw van 8 verdiepingen. De spiegel heeft een diameter van 10 meter en bestaat uit 36 zeshoekige spiegels. Om interferometrie mogelijk te maken is het nodig te corrigeren voor de afstand van beide telescopen tot een ster. De afstand van de ene telescoop tot een ster kan namelijk net een paar meter verschillen dan die van de andere telescoop. Om dit te corrigeren bevinden zich onder de telescopen verplaatsbare spiegels om de lengte van de lichtbaan aan te passen, om het verschil te compenseren. Deze correctie dient met extreme nauwkeurigheid te gebeuren i.v.m. de kleine golflengte van licht.
Vervorming van de structuur of de spiegels moet voorkomen worden.
Het volume van elke koepel is meer dan 700000 kubieke meter. Grote airconditioners draaien constant gedurende de dag, om de koepeltemperatuur op of beneden het vriespunt te houden.
Sinds de uitvinding van de telescopen op aarde, bijna 400 jaar geleden, heeft men steeds vervormingen gehad door de turbulentie van de atmosfeer. In de afgelopen jaren heeft de vooruitgang in de computer-en optische technologie het mogelijk gemaakt deze vervaging sterk te verminderen door gebruik te maken van "adaptive optics" (AO). Het hart van het AO-systeem is een 6" diameter vervormbare spiegel die zijn vorm tot 670 keer per seconde veranderd om de atmosferische vervorming te compenseren, resulterend in afbeeldingen die 10 keer scherper zijn tegenover voor de atmosferische vervorming.
De eerste telescoop werd voltooid in 1993, de tweede in 1996. De ontwikkeling van de optische technieken en software om interferometrie mogelijk te maken zijn echter nog steeds gaande. Eind september 2005 werd een doorbraak gemeld dat wetenschappers het licht van enkele sterren met een factor 100 onderdrukt hadden. Dit is een belangrijke doorbraak; men verwacht nu binnen afzienbare tijd te kunnen beginnen met het fotograferen van protoplanetaire schijven.
Astronomen gebruiken de telescopen voor één tot vijf nachten. Assistenten werken met de telescopen ter plaatse, terwijl astronomen de gegevens verzamelen via remote observatie in het observatorium hoofdkwartier in Waimea.
Het WM Keck Observatorium was de eerste faciliteit op Mauna Kea die gebruik maakte van observatie buiten de telescoopomgeving.
DEIMOS - De Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph is de meest geavanceerde optische spectrograaf in de wereld, in staat tot het verzamelen van spectra van 130 of meer melkwegstelsels in een eenmalige blootstelling.In 'Mega Mask' modus, kan DEIMOS spectra van meer dan 1200 objecten in een keer opnemen, met een speciale smalle-band filter.
ESI - De Echellette Spectrograph and Imager vangt hoge-resolutie spectra van zeer zwakke sterrenstelsels en quasars variërend van het blauwe naar het infrarood in een eenmalige blootstelling. Het is een instrument dat gebruikers in staat stelt om te schakelen tussen de drie modi gedurende één nacht.
HIRES - De High Resolution Echelle Spectrometer is het grootste en meest complexe instrument. Het verdeelt het inkomende licht van de sterren in zijn twee samenstellende kleuren voor het meten van de precieze intensiteit van elk van de duizenden kleuren . De spectrale vermogens hebben geresulteerd in vele baanbrekende ontdekkingen, zoals de detectie van planeten buiten ons zonnestelsel en direct bewijs voor een model van de Big Bang theorie.
LRIS - De Low Resolution Imaging Spectrograph is een zwak licht-instrument dat in staat is despectra en afbeeldingen van de meest verre objecten in het heelal te observeren. Het instrument is uitgerust met een rode arm en een blauwe arm om stellaire populaties te verkennen van verafgelegen sterrenstelsels, en van actieve galactische kernen, galactische clusters, en quasars.
ADAPTIVE OPTICS - Adaptieve optica compenseert voor de atmosferische verstoringen van het inkomende sterlicht tot 670 keer per seconde. Dit resulteert in een verbetering van de beeldkwaliteit op tamelijk helder astronomische doelen met een factor 10 tot 20.
Voor een duidelijke video waarin deze techniek gedemonstreerd wordt:
LASER GUIDE STAR ADAPTIVE OPTICS - De Keck Laser Guide Star vergroot de waaier van beschikbare doelen voor de studie met de Keck II adaptieve optica systeem. Het maakt gebruik van een 15-watt natrium-kleurstof laser om natrium atomen te detecteren die van nature aanwezig zijn in de atmosfeer 90 km (55 mijl) boven het aardoppervlak. De laser creëert een kunstmatige ster, waardoor de Keck 70-80 procent van de doelen in de noordelijke hemel kan observeren in vergelijking met de 1 procent toegankelijk zonder de laser.
NIRC - De Near Infrared Camera van de Keck I telescoop is zo gevoelig dat hij het equivalent van een kaarsvlam op de maan kan detecteren. Deze gevoeligheid maakt het ideaal voor ultra-diepe studies van galactische vorming en evolutie, de zoekmachine voor proto-sterrenstelsels en beelden van de quasar omgevingen. Het geeft mogelijkheden tot baanbrekende studies van het Galactische centrum, en wordt ook gebruikt voor het bestuderen van protoplanetaire schijven, en hoge-massa sterren vormende regio's.
NIRC-2/AO - De tweede generatie Near Infrared Camera (Nabij Infrarood Camera) werkt met de Keck Adaptive Optics systeem voor de productie van de hoogste resolutie en spectroscopie in het bereik van 1-5 micron. Typisch programma's omvatten mapping van oppervlaktekenmerken van zonnestelsels, het zoeken naar planeten rond andere sterren, en het analyseren van de morfologie van afgelegen sterrenstelsels.
IRIS - Het OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph is een nabij infrarood spectrograaf voor gebruik met het Keck II adaptieve optica systeem. OSIRIS neemt spectra in een klein gebied om een reeks van beelden te geven op verschillende golflengte. The instrument allows astronomers to ignore wavelengths where the Earth's atmosphere shines brightly due to emission from OH (hydroxl) molecules, thus allowing the detection of objects 10 times fainter than previously available. Het instrument biedt astronomen de mogelijkheid om golflengten te negeren waarin de aardse atmosfeer fel schijnt als gevolg van de emissie van OH (hydroxl) moleculen, waardoor het mogelijk is 10 keer zwakkere objecten 10 keer te detecteren.
KECK INTERFEROMETER - De Keck-Keck Interferometer combineert licht van de twee Keck telescopen voor het meten van de diameters van sterren, objecten rond nabije sterren, de orbitale kenmerken van binaire systemen en directe observatie van hete grote planeten. De interferometer kan hoge resoluties hoekafstanden bereiken tot een klein gedeelte van een arcsecond, wat de effectieve resolutie van een 85-meter diametertelescoop vertegenwoordigd.
De Keck telescopen worden gebruikt voor het zoeken naar antwoorden op oude vragen:
Keck astronomen:
Er wordt gewerkt aan de verbetering van de Keck Interferometer. De Keck-Keck Interferometer combineert het licht van de twee Keck telescopen waardoor een tienvoudige toename van de resolutie wordt gehaald. Het is een belangrijke hoeksteen van NASA's "Origins" programma, die uiteindelijk gericht is op het identificeren en karakteriseren van planeten rond de Zon-achtige sterren.De interferometer zal de astronomen ook helpen om grote gas planeten te vinden, om planeet-vormend stof rond sterren te meten en te karakteriseren, en om zeer hoge resolutie beelden van protoplanetaire schijven te bekomen
De observatie van een supermassieve zwarte gat in het centrum van een melkwegstelsel (NGC 4151), meer dan 40 miljoen lichtjaar afstand.
Hubble Space Telescope · Compton Gamma-Ray Observatory · Chandra X-ray Observatory · Spitzer Space Telescope
Swift Gamma-Ray Burst Mission · Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
COROT · INTEGRAL · XMM-Newton
ASTRO-E (Japan)
Gamma-ray Large Area Space Telescope (2008) · Herschel Space Observatory (2008) · Kepler Mission (2009) · Wide-field Infrared Survey Explorer (2009) · NuSTAR (2011) · Gaia mission (2011) · James Webb Space Telescope (2013) · New Worlds Mission (2013) · Space Interferometry Mission (2015) · Darwin Mission (2015) · Laser Interferometer Space Antenna (2015) · Terrestrial Planet Finder (2015-?-2020)
Cosmic Background Explorer · Einstein Observatory · Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer · IRAS · Infrared Space Observatory · AKARI
Eddington mission
