Bildnachweis: NASA
Sarah Horst, Hauptfach Planetenwissenschaften bei Caltech, half Astronomen dabei, Wolkenformationen auf dem Saturnmond Titan mit nur einem 14-Zoll-Teleskop zu verfolgen - in Los Angeles. Die Forscher brauchten eine Möglichkeit, Titan mehrere Monate lang Nacht für Nacht zu verfolgen, aber kein großes Observatorium konnte so viel Zeit für detaillierte Beobachtungen bieten. Horst stellte ein altes Lehrteleskop auf, um die Intensität des von Titan kommenden Lichts zu verfolgen. Wann immer etwas Ungewöhnliches passierte, kontaktierten ihre Mitarbeiter Keck für detaillierte Fotos.
Treffen Sie Sarah Horst, Rückfall. Der Planetary Science Major, Senior am California Institute of Technology, beschäftigte sich sechs Monate lang mit der Beobachtung von Teleskopen aus alter Zeit. Die Arbeit führte zu einigen bahnbrechenden Forschungen über den Saturnmond Titan und indirekt zur Finanzierung eines neuen Teleskops am Palomar-Observatorium von Caltech.
Die 21-jährige Horst suchte im Sommer ihres zweiten Studienjahres einen Teilzeitjob und wurde von Mike Brown, einem außerordentlichen Professor für Planetenastronomie, eingestellt. Brown und der Doktorand Antonin Bouchez wussten, dass es auf Titan bereits Hinweise auf „Wetter“ in Form von Wolken gegeben hatte. Aber diese Beweise waren schwer zu fassen. "Jemand würde ein Jahr lang schauen und denken, er hätte eine Wolke gesehen, dann das nächste Jahr und keine Wolke", erklärt Brown. "Was wir wollten, war eine Möglichkeit, Titan Nacht für Nacht für Nacht anzusehen."
Das Problem ist natürlich, dass alle großen Teleskope wie Keck unglaublich beschäftigt sind und von Astronomen aus der ganzen Welt gebucht werden, die die kostbare Zeit für ihre eigene Forschung nutzen. Brown und Bouchez wussten also, dass es nicht passieren würde, viel Zeit für ein einziges Projekt wie dieses zu bekommen.
Die Lösung: Verwenden Sie ein altes Lehrteleskop - das 14-Zoll-Celestron-Teleskop, das sich auf dem Robinson Lab von Caltech befindet -, um Spitzenforschung zu betreiben, die mit den größten Teleskopen der Welt in Hawaii nicht möglich war.
Obwohl die Leistung des Robinson-Teleskops schwach und die Lichtverschmutzung durch Pasadena stark ist, wodurch die Abbildung der tatsächlichen Wolken verhindert wird, kann das von Wolken reflektierte Licht abgebildet werden (je mehr Wolken, desto mehr Licht wird reflektiert). Alles, was benötigt wurde, war jemand, der Nacht für Nacht kommen und mehrere Bilder machen konnte.
Betreten Sie Horst, den selbst beschriebenen „niedrigen Studenten“. Monatelang verbrachte Horst ihre Abende in Robinson. „Ich habe das Setup durchgeführt, bei dem ein Rad mit vier Lichtfiltern verwendet wurde“, erklärt sie. Jeder Filter würde eine andere Lichtwellenlänge erfassen. Software schaltete die Filter; Alles, was sie tun musste, sagt Horst, war, das Teleskop zu orientieren und zu fokussieren.
Heutzutage haben es moderne Astronomen relativ einfach, ihre Teleskopzeit zu nutzen. Sicher, sie sind die ganze Nacht wach, aber sie sitzen auf einem bequemen Stuhl in einem warmen Raum, haben heißen Kaffee in der Nähe und beobachten über einen Computermonitor, der an ein Teleskop angeschlossen ist.
Nicht Horst. Sie tat es auf die alte Art und Weise, unbehaglich. "Im Dezember oder Januar bin ich oft spät in der Nacht reingegangen, und es würde frieren", sagt Horst, der die 800 Meter für das Caltech-Streckenteam fährt. "Ich würde mich in Decken wickeln." Horst verbrachte Stunden im Dunkeln, da die alte Kuppel selbst dunkel sein musste. "Ich konnte nicht einmal lernen", sagt sie, "obwohl ich manchmal versucht habe, im Mondlicht zu lesen."
Ein von Bouchez geschriebenes Softwareprogramm zeichnete die Lichtintensität jedes Bildes in einem Diagramm auf. Als ein bestimmtes Bild vielversprechend aussah, kontaktierte Bouchez Brown. Als häufiger Benutzer des Keck-Observatoriums, das leistungsstark genug ist, um ein Bild der tatsächlichen Wolken aufzunehmen, konnte Brown Kollegen anrufen, die den Keck in dieser Nacht verwendeten, und sie schnell davon überzeugen, dass etwas Aufregendes vor sich ging. "Es dauerte nur etwa zehn Minuten, um ein schnelles Bild von Titan zu erhalten", sagt Brown. "Der lustige Teil war, ihnen erklären zu müssen, dass wir wussten, dass es Wolken gibt, weil wir die Beweise in unserem 14-Zoll-Teleskop in der Mitte des LA-Beckens gesehen hatten."
Das Ergebnis war "Direkte Erkennung variabler troposphärischer Wolken in der Nähe des Südpols des Titanen", das am 19. Dezember in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Es enthielt diese Bestätigung: „Wir danken. S. Horst für viele Nächte der Überwachung von Titan in der Kälte. “
Das Papier hat Brown dabei geholfen, die Finanzierung für den Bau eines neuen 24-Zoll-Teleskops nach Maß zu erhalten. Es wird in einem eigenen Gebäude auf dem Palomar-Berg auf dem Gelände des bestehenden Observatoriums von Caltech untergebracht. Es ist auch robotisiert. Brown wird den Umfang von Pasadena über ein von ihm geschriebenes Computerprogramm steuern.
Er wird es zur weiteren Beobachtung von Titan und auch für andere Bildgebungsverfahren wie sich schnell bewegende Kometen verwenden. "Die meiste Astronomie ist groß", bemerkt Brown; „Große Bereiche, die große, unveränderliche Dinge wie Galaxien betrachten. Ich mag es, Dinge zu verändern, die zu diesem Teleskop geführt haben. “
Was dieses Projekt laut Brown wirklich einzigartig gemacht hat, ist der Robinson-Bereich. "Sarah konnte mit diesem kleinen Teleskop in Pasadena etwas tun, was niemand auf der Welt mit einem ihrer größeren professionellen Teleskope auf hohen, dunklen Berggipfeln hatte tun können", sagt er. "Manchmal sind eine gute Idee und Sturheit besser als das größte Teleskop der Stadt."
Für Horst war die Arbeit zwar keine intellektuelle Herausforderung - "ein ausgebildeter Affe hätte es tun können", sagt sie lachend -, aber es war dennoch "ein cooles Projekt. Alles hier ist so theoretisch und langweilig und so klassenzimmerorientiert. Auf diese Weise war es eine schöne Erfahrung und erinnerte mich daran, worum es in der echten Wissenschaft ging. “
Originalquelle: Caltech-Pressemitteilung
