Bildkredit: NASA
Sarah Horst, en planetärvetenskaplig major vid Caltech, hjälpte astronomer att spåra molnformationer på Saturns måne Titan med bara ett fjorton tums teleskop - i Los Angeles. Forskare behövde ett sätt att spåra Titan natt efter natt i flera månader, men inget stort observatorium kunde ge så mycket tid att utföra detaljerade observationer. Horst satte upp ett gammalt undervisningsteleskop för att spåra intensiteten i ljuset som kommer från Titan. Närhelst något ovanligt hände, kontaktade hennes medarbetare Keck för detaljerade fotografier.
Möt Sarah Horst, kast. Planetvetenskapsmejoren, en senior vid Kaliforniens tekniska institut, tillbringade sex månader engagerad i lite gammalt teleskop iakttagande. Arbetet ledde till en del genombrottsforskning om Saturns måne Titan och ledde indirekt till finansiering för ett nytt teleskop vid Caltechs Palomar Observatory.
Horst, 21, letade efter ett deltidsjobb sommaren sitt andra år och anställdes av Mike Brown, lektor i planetarisk astronomi. Brown och doktorand Antonin Bouchez visste att det hade funnits tidigare bevis på ”väder” på Titan i form av moln. Men bevisen var svårfångade. "Någon skulle se ett år och tro att de såg ett moln, så titta nästa år och inte se ett moln," förklarar Brown. "Det vi letade efter var ett sätt att titta på Titan, natt efter natt efter natt."
Problemet är naturligtvis att alla stora teleskoper som Keck är oerhört upptagna, bokade av astronomer från hela världen som använder den dyrbara tiden för sin egen forskningslinje. Så Brown och Bouchez visste att det inte skulle hända att få stora mängder tid för ett enda projekt.
Lösningen: Använd ett gammalt lärande teleskop - det hoary 14-tums Celestron-teleskopet som ligger ovanpå Caltechs Robinson Lab - för att göra avancerad vetenskap som inte kunde göras på världens största teleskop, på Hawaii.
Även om kraften i Robinson-teleskopet är svag och ljusföroreningarna från Pasadena starka, som förhindrar avbildning av de verkliga molnen, kan ljuset som reflekteras från molnen avbildas (ju fler moln, desto mer ljus reflekteras). Allt som behövdes var någon som kunde komma natt efter natt och ta flera bilder.
Gå in i Horst, den självbeskrivna "låga grundutbildningen." I månader tillbringade Horst sina kvällar i Robinson. "Jag gjorde installationen, som involverade ett hjul som innehöll fyra ljusfilter," förklarar hon. Varje filter skulle fånga en annan ljusvåglängd. Programvara bytte filter; allt hon behövde göra, säger Horst, var att orientera och fokusera teleskopet.
Nu har dagens astronomer det relativt lätt när de använder sin teleskoptid. Visst är de uppe hela natten, men de sitter på en bekväm stol i ett varmt rum, varmt kaffe nära till hands och gör sina observationer genom en datorskärm som är ansluten till ett teleskop.
Inte Horst. Hon gjorde det på gamla sätt, i obehag. "Många gånger i december eller januari skulle jag gå in sent på kvällen, och det skulle frysa," säger Horst, som kör 800 meter för Caltech-banan. "Jag skulle samla in mig i filtar." Horst tillbringade timmar i mörkret, eftersom den gamla kupolen själv måste vara mörk. "Jag kunde inte ens studera," säger hon, "även om jag ibland försökte läsa av månens ljus."
Ett program skriven av Bouchez ritade ljusintensiteten från varje bild på en graf. När en viss bild såg lovande kontaktade Bouchez Brown. Som en frekvent användare av Keck-observatoriet, som är tillräckligt kraftfull för att ta en bild av de faktiska molnen, kunde Brown ringa kollegor som använde Keck den kvällen och snabbt övertyga dem om att något spännande pågick. "Det tog bara cirka tio minuter att få en snabb bild av Titan," säger Brown. "Den roliga delen var att behöva förklara för dem att vi visste att det fanns moln eftersom vi hade sett bevisen i vårt 14-tums teleskop mitt i L.A.-bassängen."
Resultatet var ”Direkt upptäckt av variabla troposfäriska moln nära Titans södra pol”, som dök upp i tidningen Nature 19 december. Det inkluderade detta erkännande: ”Vi tackar. S. Horst under många nätter med att övervaka Titan i kylan. ”
Papperet har hjälpt Brown att få finansiering för att bygga ett nytt 24-tums specialbyggt teleskop. Det kommer att placeras i sin egen byggnad ovanpå Palomar Mountain, på grund av Caltechs befintliga observatorium. Det är också robotiserat; Brown kommer att kontrollera omfattningen från Pasadena via ett datorprogram han har skrivit.
Han kommer att använda den för vidare observation av Titan och för annan avbildning, som snabbt kometer. "Mest astronomi är stort", konstaterar Brown; ”Stora områden som tittar på stora, oföränderliga saker, som galaxer. Jag gillar att titta på förändrade saker, vilket ledde till detta teleskop. ”
Det som verkligen gjorde detta projekt unikt, men enligt Brown är Robinson-omfattningen. "Sarah kunde göra något med det lilla teleskopet i Pasadena som ingen i världen, på något av deras större professionella teleskop på höga, mörka bergstoppar, hade kunnat göra," säger han. "Ibland är en bra idé och envishet bättre än det största teleskopet i stan."
För Horst, medan arbetet inte var intellektuellt utmanande - ”en tränad apa kunde ha gjort det”, säger hon med ett skratt - det var ändå ”ett coolt projekt. Allt här är så teoretiskt och tråkigt och så klassrumsorienterat. Så på det sättet var det en trevlig upplevelse och påminde mig om vad verklig vetenskap handlade om. ”
Originalkälla: Caltech News Release
