امروز در فضا: رصدخانه مونت ویلسون تأسیس شد

بیستم دسامبر ۱۹۰۴ رصدخانه مونت ویلسون توسط منجمی پیشگام به نام «جورج الری هیل» تأسیس شد. این رصدخانه فعالیت رسمی رصدی خود را از سال ۱۹۰۸ آغاز کرد.

مونت ویلسون در جنوب کالفرنیا، نزدیکی شهر پاسادنای لس‌آنجلس قرار دارد.

تاریخچه

تلاش‌های اولیه برای نصب تلسکوپ در کوه ویلسون در دهه ۱۸۸۰ توسط یکی از بنیان‌گذاران دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، ادوارد فالز اسپنس انجام شد. اما او بدون اتمام تلاش‌هایش درگذشت.
بنابراین رصدخانه توسط جورج هیل که قبلاً تلسکوپ یک متری را در رصدخانه یرکیز ساخته بود، طراحی و تأسیس شد. رصدخانه خورشیدی مونت ویلسون برای اولین‌بار توسط مؤسسه کارنگی واشنگتن در سال ۱۹۰۴ تأمین مالی شده و زمین از صاحبان هتل مونت ویلسون اجاره شد. از جمله شرایط اجاره این بود که امکان دسترسی عمومی را فراهم می‌کرد.

با توجه به لایه وارونگی که هوای گرم و مه‌ودود را بر فراز لس‌آنجلس به دام می‌اندازد، کوه ویلسون نسبت به هر مکان دیگری در آمریکای شمالی هوای ثابت‌تری دارد که آن را برای ستاره‌شناسی و به‌ویژه برای تداخل‌سنجی ایده‌آل می‌کند.

اتفاقات و کشفیات مهم مونت ویلسون

مهم‌ترین و شاید هیجان‌انگیزترین اتفاقی که در این رصدخانه افتاده‌ است، مشاهدات هابل در سال ۱۹۲۷ است که منجر به کشف انبساط عالم و رابطه‌ معروف بین فاصله و سرعت کهکشان‌ها شد.

ادوین هابل با استفاده از تلسکوپ ۵.۲ متری هیل کشف کرد که لکه‌های سحابی‌ها در آسمان در‌حقیقت کهکشان‌های دوردستی هستند که خارج از کهکشان راه‌شیری واقع شده‌اند. جهان در‌حال انبساط است و سرعت این انبساط از پدیده انفجار بزرگ ناشی می‌شود. وی با اندازه‌گیری‌های خود و استفاده از داده‌های انتقال به سرخ کهکشان‌های مختلف دو منجم دیگر، «میلتون هامسون» و «وستو اسلیفر»، موفق به کشف رابطه‌ مستقیم فواصل کهکشان‌ها و سرعت آن‌ها شد. با وجود اینکه سرعت خاص کهکشان‌ها منجر به پراکندگی داده‌های وی شده بود، او توانست خطی را بر داده‌های خود منطبق کند که ثابت هابل نامیده‌ شد.

یکی از اتفاقات بسیار مهم دیگر در تاریخ فیزیک که در مونت ویلسون رخ داده‌ است، اندازه‌گیری شعاع ستاره‌ دیگری غیر از خورشید است. «آلبرت مایکلسون» با استفاده از یک تداخل‌سنج نجومی که روی تلسکوپ صد متری هوکر قرار داده‌‌ بود، موفق به اندازه‌گیری قطر ستاره‌ غول آلفای شکارچی در صورت‌فلکی جبار شد.

تلسکوپ‌های مونت ویلسون

تلسکوپ خورشیدی اسنو

این تلسکوپ اولین تلسکوپی بود که در رصدخانه خورشیدی نوپای کوه ویلسون نصب شد. این تلسکوپ توسط «هلن اسنو» از شیکاگو به رصدخانه یرکیز اهدا شد.

جورج الری هیل، مدیر وقت یرکیز تلسکوپ را به کوه ویلسون آورد تا آن را به‌عنوان یک ابزار علمی مناسب در خدمت قرار دهد. تلسکوپ‌های خورشیدی قبلاً قابل‌حمل بودند تا بتوان آن‌ها را به محل خورشیدگرفتگی در سراسر جهان برد.

اسنو یک رصدخانه‌ خورشیدی افقی به‌شکل قدیمی است که اکنون استفاده آموزشی دارد و توسط دانشجویان مقطع کارشناسی که آموزش‌های عملی در زمینه فیزیک خورشیدی و طیف‌سنجی می‌بینند، استفاده می‌شود.

برج خورشیدی شصت فوتی

چند سال بعد از تلسکوپ اسنو، برج خورشیدی ۱۸ متری در مونت ویلسون ساخته می‌شود. این تلسکوپ‌ها به‌دلیل شکلشان به برج‌های خورشیدی نیز معروف‌ هستند و طراحی آن‌ها برای اولین‌بار در مونت ویلسون انجام شد.

برج خورشیدی وضوح بسیار بالاتری از تصویر و طیف خورشیدی نسبت به تلسکوپ اسنو داشت و منجر به کشفیات زیادی شد.

هیل در سال ۱۹۰۸ با برج ۱۸ متری خورشیدی برای نخستین‌بار میدان مغناطیسی لکه‌های خورشیدی را با استفاده از اثر فیزیکی زیمان بر خطوط طیفی اندازه گرفت. او نشان داد که میدان‌های مغناطیسی در جایی غیر از زمین نیز وجود دارند. کشف بعدی مربوط به قطبیت معکوس در لکه‌های خورشیدی سال ۱۹۱۲ بود.

این رویدادها، اکتشافاتی بزرگ بودند و منجر به ساخت برج خورشیدی بزرگ‌تر در سال ۱۹۱۲ شدند.

برج خورشیدی صدو‌پنجاه فوتی

این تلسکوپ ۴۶ متری، به‌مدت پنجاه سال بزرگ‌ترین تلسکوپ خورشیدی جهان بود. تلسکوپ در داخل گنبدی دیگر ساخته شده که اثر بادی که برج را تکان می‌دهد، کمتر شود. تحقیقات این تلسکوپ در مونت ویلسون شامل چرخش خورشیدی، قطبیت لکه‌های خورشیدی، ترسیم روزانه لکه‌های خورشیدی و بسیاری از مطالعات میدان مغناطیسی بود.

تلسکوپ شصت اینچی

جورج هیل یک آینه ۶۰ اینچی (۱.۵ متری) را در سال ۱۸۹۶ به‌عنوان هدیه از پدرش ویلیام هیل دریافت کرد. این دیسک شیشه‌ای به ضخامت ۱۹ سانتی‌متر و وزن ۸۶۰ کیلوگرم بود و سنگ‌زنی آن در سال ۱۹۰۵ آغاز شد.

ساخت آن دو سال طول کشید. پایه و ساختار تلسکوپ در سانفرانسیسکو ساخته شد و به‌سختی از زلزله ۱۹۰۶ جان سالم به در برد. انتقال قطعات به بالای کوه ویلسون نیز کار بسیار بزرگ و سختی بود.

این تلسکوپ به یکی از سازنده‌ترین و موفق‌ترین تلسکوپ‌ها در تاریخ نجوم تبدیل شد. طراحی و قدرت جمع‌آوری نور آن باعث پیشروی در تحلیل طیف‌سنجی، اندازه‌گیری اختلاف منظر، عکاسی از سحابی و عکاسی فتومتریک شد. امروزه از این تلسکوپ برای رصد عمومی استفاده می‌شود و دومین تلسکوپ بزرگ در جهان است که مختص عموم مردم است.

تلسکوپ صد اینچی هوکر

پس از اینکه پروژه تلسکوپ شصت اینچی به‌خوبی در‌حال انجام بود، هیل بلافاصله شروع به ساخت یک تلسکوپ بزرگ‌تر کرد. این تلسکوپ ۲.۵ متری در سال ۱۹۱۷ تکمیل شد و تا ۱۹۴۹ بزرگ‌ترین تلسکوپ جهان بود.

ادوین هابل از آن برای انجام مشاهداتش استفاده کرد و به دو نتیجه اساسی رسید که دیدگاه علمی جهان را تغییر داد. علاوه بر کشفیات هابل، «فریتس تسوئیکی» شواهد وجود ماده تاریک را توسط همین تلسکوپ پیدا کرد.

در دهه ۱۹۸۰، تمرکز تحقیقات نجومی به رصد اعماق فضا معطوف شد که به‌دلیل مشکل روزافزون آلودگی نوری، نیاز به آسمان‌های تاریک‌تر از آنچه در منطقه لس‌آنجلس موجود بود، پیدا شد. بنابراین با گذشت زمان و کاهش استفاده از تلسکوپ برای کارهای علمی در سال ۲۰۱۴، تلسکوپ ۲.۵ متری زندگی جدید خود را به‌عنوان بزرگ‌ترین تلسکوپ جهان که برای استفاده عمومی اختصاص داده‌ شده‌ است، آغاز کرد.

تلسکوپ‌های دیگر

در سال ۱۹۶۶ از یک تلسکوپ ۶۱ سانتی‌متری مجهز به آشکارساز فروسرخ که از یک پیمانکار نظامی خریداری شده‌ بود، توسط «اریک بکلین» و برای تعیین مرکز کهکشان راه‌شیری در این رصدخانه استفاده شد.
تلسکوپ فروسرخ کلتک، تلسکوپی دیگر متعلق به این رصدخانه بود که اکنون در بخشی از موزه هوا‌و‌فضای اسمیتسونیان به نمایش گذاشته‌ شده‌ است.

تداخل‌سنج‌های مونت ویلسون

تداخل‌سنجی نجومی تاریخچه‌ای غنی در کوه ویلسون دارد. از آنجایی که رصدخانه مونت ویلسون در منطقه‌ای است که شرایط آب ‌و‌هوایی مناسبی برای رصد دارد و با وجود اینکه آلودگی‌ نوری شهر لس‌آنجلس در سال‌های اخیر، امکان رصد اپتیکی اعماق آسمان را بسیار محدود کرده‌ است، امروزه آزمایش‌های تداخل‌سنجی گسترده‌ای در محدوده‌ مرئی و فروسرخ در آن انجام می‌شود.

این رصدخانه دارای چهار تداخل‌سنج است:

• تداخل‌سنج ستاره‌ای ۲۰ فوتی
• تداخل‌سنج ستاره‌ای ۵۰ فوتی
• تداخل‌سنج فضایی مادون قرمز
• تداخل‌سنج چارا

چارا هنوز هم در رصدخانه کوه ویلسون فعال است. این تداخل‌سنج که در سال ۲۰۰۲ افتتاح شد، از شش تلسکوپ یک متری تشکیل شده‌ است. امواج رسیده به این تلسکوپ‌ها از طریق لوله‌های خلأ به ساختمان مرکزی راهنمایی می‌شوند تا در آنجا با هم ترکیب شوند.

این تداخل‌سنج برای نخستین‌بار تصویر سطح یک ستاره رشته اصلی به غیر از خورشید را در سال ۲۰۰۷ گرفت. چارا در محدوده‌ فروسرخ کار می‌کند و در نوع خود بیشترین دقت زاویه‌ای را دارد.