Снежный солнечный телескоп
 Корпус снежного телескопа с обращенным к небу зеркалом целостата (1912 г.) | |
| Назван в честь | Джордж В. Сноу |
|---|---|
| Часть | Обсерватория Маунт-Вилсон |
| Местоположение(а) | Маунт-Уилсон, Калифорния |
| Координаты | 34 ° 13'26 "N 118 ° 3'40" W / 34,22389 ° N 118,06111 ° W [ 1 ] |
| Высота | 1794 м [ 2 ] |
| Построен | 1904 |
| Первый свет | 15 марта 1905 г. [ 2 ] |
| Стиль телескопа | Небеса |
| Диаметр | 30 дюймов (76 см) |
| Веб-сайт | https://www.mtwilson.edu/vt-snow-solar-telescope/ |
Snow Solar Telescope — солнечный телескоп в обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии. Первоначально он назывался « Снежный горизонтальный телескоп», поскольку он использует целостат для отклонения света от Солнца в фиксированный горизонтальный навес, где его можно изучать. Телескоп был профинансирован за счет пожертвования Хелен Э. Сноу из Чикаго в 1903 году. Он был собран в обсерватории Йеркса, а затем перенесен на гору Вильсон в 1905 году.
Этот телескоп примечателен открытием того, что солнечные пятна имеют более низкую температуру, чем фотосфера , а также обнаружением доказательств того, что они связаны с магнитным полем . [ 3 ]
История
[ редактировать ]Во время своего пребывания в обсерватории Йеркса американский солнечный астроном Джордж Эллери Хейл разработал горизонтальный телескоп для наблюдения Солнца. В этом инструменте использовался 30-дюймовый (76 см) [ 4 ] диаметром Целостат для отслеживания Солнца и отражения света на второе зеркало, которое направляло свет горизонтально на вогнутое зеркало объектива. Оптическая система создала изображение Солнца, которое можно было исследовать с помощью спектрогелиографа . [ 5 ] Преимущество такого расположения заключается в том, что в лабораторных условиях наблюдательные инструменты удерживаются устойчиво, что позволяет использовать громоздкие устройства, которые невозможно легко прикрепить к движущемуся телескопу. [ 6 ]
Целостат Хейла располагался на южной стороне обсерватории Йеркса в брезенте. [ 5 ] К сожалению, вскоре после того, как этот инструмент был готов, его корпус был разрушен электрическим пожаром в декабре 1902 года. В результате большая часть телескопа была разрушена. [ 7 ] включая целостатное зеркало и специально отрегулированную дифракционную решетку . [ 6 ]
Финансирование и переезд
[ редактировать ]Благодаря пожертвованию Хелен Э. Сноу из Чикаго в размере 10 000 долларов (что эквивалентно 339 111 долларам в 2023 году) целостатный телескоп был перестроен в постоянный деревянный сарай, расположенный на северной стороне обсерватории. Он был открыт 3 октября 1903 года и назван Горизонтальным телескопом Сноу в честь ее отца, Джорджа Сноу . [ 5 ] [ 8 ] этому человеку иногда приписывают изобретение каркаса из воздушных шаров . [ 9 ] Однако характеристики нового прибора оказались менее чем удовлетворительными, и, учитывая климатические и атмосферные условия в Висконсине, улучшения не ожидалось. [ 10 ]
В 1902 году Хейл был назначен секретарем консультативного комитета по астрономии недавно созданного Института Карнеги в Вашингтоне . Он предложил комитету построить телескоп-рефлектор с апертурой 60 дюймов (150 см), который будет расположен на горном участке с благоприятными условиями наблюдения недалеко от побережья Тихого океана. Получив некоторый обнадеживающий интерес, в июне 1903 года Хейл отправился на гору Вильсон в сопровождении Э. К. Пикеринга и У. Хасси . Хейл обнаружил, что условия наблюдения превосходны для наблюдения за Солнцем. Хотя средства на строительство обсерватории не поступили от Института Карнеги, Хейлу удалось получить средства от Дж. Д. Хукера , чтобы помочь покрыть расходы на доставку фототелескопа Брюса на станцию Маунт-Уилсон обсерватории Йеркса. [ 6 ]
Команда Хейла основала свою базу на горе Вильсон 29 февраля 1904 года. [ 2 ] Хелен Сноу изначально была против перемещения Снежного телескопа на гору Вильсон, поэтому вместо этого Хейл привез с собой солнечный телескоп меньшего размера, который использовался во время солнечного затмения 1900 года . Наконец, в апреле 1904 года Сноу отказалась от своих возражений и разрешила переместить горизонтальный телескоп на станцию Маунт-Вилсон. Первоначальное финансирование этого проекта поступило из гранта в размере 10 000 долларов от Института Карнеги. [ 1 ] плюс личные средства, предоставленные Хейлом. [ 6 ] К середине 1904 года телескоп был готов к транспортировке. [ 5 ] Позднее в том же году регулярное финансирование обсерватории было получено от Института Карнеги. [ 6 ]
Сборка и тестирование
[ редактировать ]
Телескоп Сноу по частям перевозили по узкой горной тропе в небольшой специально сконструированной повозке, запряженной лошадьми. [ 1 ] Телескоп Сноу был впервые установлен в январе 1905 года, но из-за дождя зеркала не были установлены до 15 марта. [ 2 ] Целостат поместили на каретку, которую можно было перемещать с востока на запад. [ 1 ] который, в свою очередь, установлен на постаменте высотой 24 фута (7,3 м). [ 7 ] Есть два вогнутых зеркала диаметром 24 дюйма (61 см). Первое зеркало имело фокусное расстояние 60 футов (18 м), что давало изображение Солнца диаметром около 6,7 дюйма (17,0 см). Второй имел большее фокусное расстояние — 143 фута (44 м), что давало изображение диаметром 16 дюймов (40,6 см). Кожух на колесах используется для защиты зеркал, когда они не используются. [ 1 ] [ 11 ]
Летом был построен специальный навес для телескопа. Он представлял собой стальной каркас с внутренней брезентовой обшивкой, покрытой огнестойкой краской. [ 2 ] Сторона полотна, противоположная Солнцу, опущена для улучшения циркуляции через вентиляционные отверстия. [ 12 ] Сооружение было построено на самой высокой точке участка, закреплено как можно выше относительно прогретой земли, в рамках ограничений бюджета. По форме окружали жалюзи в форме юбки , защищая интерьер от солнечного света, но обеспечивая циркуляцию воздуха. [ 13 ] Вентиляция крыши используется для дополнительной циркуляции воздуха. [ 2 ] Из-за уклона земли сарай имеет уклон вниз на 5° спереди назад. Он ориентирован на 15° восточнее севера. Для изучения изображения доступны два спектрогелиоскопа и три спектрограммы. [ 1 ]
В ходе испытаний было обнаружено, что тепло Солнца вызывает изменение фокусного расстояния зеркал. Наблюдение за Солнцем оказалось наиболее близким к оптимальному примерно через час после восхода Солнца. Это время также было полезно для минимизации изменения формы. Из-за повышенного поглощения атмосферы при низком расположении Солнца потребовалось более длительное воздействие спектрогелиографа. Чтобы свести к минимуму проблемы с перегревом, для защиты зеркал между экспозициями использовался регулируемый брезентовый экран. Электрические вентиляторы также успешно используются для охлаждения зеркал, пока они находятся на солнце. Фотографии изображения Солнца диаметром 6,7 дюйма (17 см) делаются ежедневно. Он также протестирован для использования при съемке спектров ярких звезд, таких как Антарес . [ 2 ]
Операции
[ редактировать ]Первоначальной целью телескопа было измерение солнечной постоянной в течение полного цикла солнечных пятен . [ 1 ] Ежедневно делались фотографии Солнца, а также особенностей солнечных пятен и флоккулов . Вращение Солнца исследовалось с помощью спектроскопа, наряду с болографическим исследованием солнечного поглощения . [ 14 ] Примечательным открытием наблюдений телескопа было то, что солнечные пятна казались более холодными, чем остальная часть поверхности Солнца. [ 5 ] [ 15 ] Внедрение водородного альфа-фильтра в марте 1908 года привело к открытию вихрей в атмосфере Солнца. [ 16 ] Астрономы также обнаружили доказательства существования магнитного поля, связанного с солнечными пятнами. [ 3 ]
До 1908 года телескоп Сноу был единственным значительным исследовательским телескопом, доступным наблюдателям на горе Вильсон. Однако было обнаружено, что на качество изображения влияют восходящие потоки воздуха с освещенной солнцем земли, и для этой проблемы вертикальный башенный телескоп . лучше подойдет [ 7 ] После завершения строительства 60-футовых и 150-футовых башенных телескопов на горе Вильсон телескоп Сноу использовался лишь с перерывами. [ 5 ] Тем не менее, ежедневные фотографии Солнца продолжали делаться в течение более 12 лет, и после этого телескоп Сноу все еще использовался, когда для наблюдений требовалось зеркало, а не линза. [ 17 ]
В 1911 году телескоп подвергся серьезной реконструкции с целью сделать его пожаробезопасным. Брезентовые жалюзи снаружи были заменены окрашенными стальными листами, а деревянная крыша была заменена на стальную. Был уложен бетонный пол, отремонтирована электропроводка и органы управления. [ 18 ] К 1927 году был вырыт колодец для спектрографа длиной 30 футов (9,1 м). [ 17 ] В 1950-х и 1960-х годах Мичиганский университет прикрепил к телескопу инфракрасный спектрометр и использовал его для изучения инфракрасного спектра Солнца. [ 19 ] [ 5 ] С 1990 года он был предназначен для использования студентами и астрономами-любителями. [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г Хейл, Джордж Э. (1906), «№ 2. Солнечная обсерватория Вашингтонского института Карнги», Материалы обсерватории Маунт-Вилсон , 2 , Вашингтонский институт Карнеги: 1–22, Бибкод : 1906CMWCI...2 ....1Ч .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Хейл, Джордж Э. (1904), «Отчет директора Солнечной обсерватории, Маунт-Вилсон, Калифорния», Годовой отчет обсерватории Маунт-Вилсон , 1 : 4: 1–77, Бибкод : 1904MWOAR...1....1H .
- ^ Jump up to: а б Векторные магнитографы , Центр космических полетов Маршалла , получены 18 января 2023 г.
- ^ Хейл, Джордж Э.; Эллерман, Фердинанд (1903), «Спектрогелиограф Рамфорда Йерксской обсерватории», Публикации Йерксской обсерватории , 3 : I.1–XV.2, Бибкод : 1903PYerO...3....1H .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Эклунд, Р.Л. (май 1993 г.), «Множество жизней горизонтального солнечного телескопа», Бюллетень Американского астрономического общества , 25 : 933, Бибкод : 1993AAS...182.8101E .
- ^ Jump up to: а б с д и Адамс, Уолтер С. (декабрь 1954 г.), «Основание обсерватории Маунт-Вилсон», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 66 (393): 267, Бибкод : 1954PASP...66..267A , doi : 10.1086 /126721 .
- ^ Jump up to: а б с Ньюолл, Х.Ф. (январь 1939 г.), «Джордж Эллери Хейл, 1868–1938», Некролог членов Королевского общества , 2 (7): 522–529, doi : 10.1098/rsbm.1939.0013 , JSTOR 769006 .
- ^ Хейл, Джордж Э. (май 1903 г.), «Снежный горизонтальный телескоп» , Astrophysical Journal , 17 : 314, Бибкод : 1903ApJ....17..314H , doi : 10.1086/141034 .
- ^ Туран, Мете (декабрь 2009 г.), «Реконструкция каркаса воздушного шара: исследование истории архитектоники», Журнал METU факультета архитектуры , 26 (2): 175–209, doi : 10.4305/METU.JFA.2009.2. 10 .
- ^ Фрост, Эдвин Б. (октябрь 1906 г.), «Снежный фонд Йерксской обсерватории», Astrophysical Journal , 24 : 219, Бибкод : 1906ApJ....24..219F , doi : 10.1086/141386 .
- ^ Бакстер, Уильям М. (июль 1968 г.), «Солнечная работа Хейла», Журнал Британской астрономической ассоциации , 78 : 369–370, Бибкод : 1968JBAA...78..369B .
- ^ Хейл, Джордж Э. (январь 1906 г.), «Некоторые испытания снежного телескопа», Astrophysical Journal , 23 :6, Бибкод : 1906ApJ....23....6H , doi : 10.1086/141298 .
- ^ Адамс, Уолтер С. (октябрь 1947 г.), «Ранние дни на горе Вильсон», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 59 (350): 213, Бибкод : 1947PASP...59..213A , doi : 10.1086/125955 .
- ^ Хау, штат Ха; и др. (10 апреля 1907 г.), «Отчеты обсерваторий», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 19 (113): 90–105, JSTOR 40692833 .
- ^ Хейл, Джордж Э.; Адамс, Уолтер С. (1907), «№ 15. Вторая статья о причине характерных явлений спектров солнечных пятен», Материалы Обсерватории Маунт-Вилсон , 15 , Институт Карнеги в Вашингтоне: 1–20, Бибкод : 1907CMWCI..15....1H .
- ^ Хейл, Джордж Э. (февраль 1909 г.), «Недавние работы Солнечной обсерватории Маунт-Вилсон», Science , 29 (736): 220–222, Бибкод : 1909Sci....29..220H , doi : 10.1126/science. 29.736.220 , JSTOR 1635597 , PMID 17813113 .
- ^ Jump up to: а б Джой, AH (февраль 1927 г.), «Обсерватория Маунт-Вилсон Вашингтонского института Карнеги», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 39 (227): 9, Бибкод : 1927PASP...39....9J , дои : 10.1086/123664 .
- ^ Адамс, WS (июнь 1911 г.), «Записки Солнечной обсерватории Маунт-Вилсон», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 23 (137): 201, Бибкод : 1911PASP...23..201A , doi : 10.1086/122075 .
- ^ Ховард, Роберт Ф. (1997), «Некролог: Уолтер Э. Митчелл, 1925–1996», Бюллетень Американского астрономического общества , 29 (4): 1480–1481, Бибкод : 1997BAAS...29.1480H .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Снежный солнечный телескоп Института Маунт-Вилсон , получено 11 января 2023 г.
- Симмонс, Майк, Вступая в новую эру солнечных исследований , Институт Маунт-Вилсон , получено 11 января 2023 г.
- Обсерватория Маунт-Вилсон , Служба национальных парков , получено 11 января 2023 г.
- Мэй, М. Бенедикт (23 сентября 1905 г.), «Новая солнечная обсерватория на горе Вилсон» , Scientific American , 93 (13): 240–242.
- Петтит, Эдисон (ноябрь 1923 г.), «Фокальные изменения в зеркалах», Astrophysical Journal , 58 : 208, Бибкод : 1923ApJ....58..208P , doi : 10.1086/142775 .
- «Солнечная обсерватория Института Карнеги» , Popular Science Monthly , 68 (4): 378–380, 1906.
- Сэндидж, Аллан , изд. (2004), Обсерватория Маунт-Вилсон: нарушение кода космической эволюции , Столетняя история Института Карнеги, Cambridge University Press, стр. 46–50, ISBN 9780521830782 .
- Уит, Карл И. (июль 1914 г.), «Поездка в обсерваторию Маунт-Вилсон в 1914 г.», Публикация Астрономического общества колледжа Помона , 3 : 126–130, Бибкод : 1914PPCAS...3..126W .