Telescopul Polului Sud

Telescopul Polului Sud
Telescopul Polului Sud

Telescopul Polului Sud
Tip de cuptor cu microunde, reflector Gregory, radiotelescop
Locație Stația Amundsen-Scott , Polul Sud , Antarctica
Coordonatele 90°00′00″ S SH. 00°00′00″ in. e.
Înălţime 2800 m
data deschiderii 16 februarie 2007
Data de început 16 februarie 2007
Diametru 10 m
Rezoluție unghiulară 1 minut de arc
Zona eficientă
  • 78,5 m²
montură Alt-azimut
Site-ul web pole.uchicago.edu
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Telescopul de la Polul Sud ( SPT , English  South Pole Telescope ) este un radiotelescop de 10 metri la un observator din Antarctica de la stația Amundsen-Scott de la polul sud geografic al Pământului . Telescopul este proiectat pentru observații la lungimi de undă de microunde , milimetrice și submilimetrice . Scopul principal este măsurarea radiației difuze slabe din fondul cosmic cu microunde (CMB) [1] .

Istorie

Telescopul și-a văzut prima lumină pe 16 februarie 2007 . În 2011, a fost finalizat primul sondaj major al cerului. Scopul sondajului a fost de a detecta grupuri masive de galaxii îndepărtate datorită interacțiunii lor cu CMB. La începutul anului 2012, la SPT a fost instalată o nouă cameră (SPTpol) cu o sensibilitate și mai mare și cu capacitatea de a măsura polarizarea undei electromagnetice înregistrate . Această cameră a funcționat în perioada 2012-2016 și a fost folosită pentru a crea hărți de înaltă rezoluție profunde fără precedent, de sute de grade pătrate ale cerului sudic. În 2017, pe telescop a fost instalată o cameră SPT-3G de a treia generație, oferind o creștere de aproape un ordin de mărime a vitezei de cartografiere în comparație cu SPTpol [2] .

Constructii

Telescopul este un telescop în afara axei sistemului Gregory cu un diametru oglindă de 10 metri, montat pe o montură alt-azimutală în formă de L cu contragreutate (la poli, o montură alt-azimutală funcționează în același mod ca și montura ecuatorială ). Telescopul a fost proiectat pentru a oferi un câmp vizual mare (mai mare de 1 grad pătrat), minimizând în același timp incertitudinile sistematice din cauza mișcării solului sub telescop și a împrăștierii opticii telescopului.

Suprafața oglinzii telescopului este netezită la aproximativ 25 de micrometri (o miime de inch), permițând să se facă observații la lungimi de undă mai mici de un milimetru. Avantajul cheie al strategiei de observare SPT este că întregul telescop este scanat, astfel încât fasciculul nu se mișcă în raport cu oglinzile telescopului. Scanarea rapidă a telescopului și câmpul său de vedere mare fac ca SPT să fie eficient în capturarea unor zone mari ale cerului [3] .

Specificul locației

Cel mai important criteriu pentru amplasarea observatoarelor cu unde milimetrice este absența vaporilor de apă , care absoarbe astfel de radiații. Observatorul SPT este situat la o altitudine mare și într-o regiune rece din Antarctica. Vaporii de apă în climă rece pur și simplu îngheață, iar Antarctica este astfel cel mai uscat loc de pe pământ. În plus, un telescop îndepărtat de civilizație nu experimentează zgomotul de la terți , de natură creată de om, iar în timpul nopții polare lungi, zgomotul de la radiația solară este exclus. Temperatura ambientală scăzută reduce efectul zgomotului termic al receptorului [4] .

Printre minusuri, este de remarcat incapacitatea de a studia emisfera nordică, instabilitatea stratului de gheață de sub telescop și accesul dificil la observator.

Goluri și rezultate

Telescopul a efectuat primul sondaj semnificativ al cerului cu scopul de a detecta și studia grupuri de galaxii . Tehnica de căutare s-a bazat pe efectul Sunyaev-Zel'dovich  - distorsiunea radiației de fond cu microunde prin interacțiunea acesteia cu mediul intergalactic [2] . În urma sondajului, au fost descoperite aproximativ o sută de clustere de galaxii într-o gamă extrem de largă de deplasări către roșu [5] . Au fost estimate masele clusterelor de galaxii și au fost obținute limite pentru energia întunecată [6] [7] .

De asemenea, a fost posibil să se detecteze o populație de galaxii prăfuite îndepărtate cu lentile gravitaționale [8] .

A fost descoperită „răsucirea” radiației polarizate a fundalului cu microunde, cunoscută sub numele de „modul B” [9] . Apare ca rezultat al lentilei gravitaționale a unui semnal de polarizare mai puternic „E-mode” [10] . Măsurătorile intensității acestui fenomen fac posibilă estimarea energiei și a scărilor de timp ale proceselor din timpul etapei inflaționiste din Universul timpuriu [11] [12] [13] .

Note

  1. JE Carlstrom, PAR Ade, KA Aird, BA Benson, LE Bleem. Telescopul Polului Sud de 10 metri  // Publicații ale Societății Astronomice din Pacific  . — 2011-05. — Vol. 123 , iss. 903 . - P. 568-581 . - doi : 10.1086/659879 . Arhivat din original la 30 iulie 2020.
  2. ↑ 1 2 SPT Collaboration, JE Ruhl, PAR Ade, JE Carlstrom, HM Cho. Telescopul de la Polul Sud  // arXiv:astro-ph/0411122. — 08-10-2004. - S. 11 . - doi : 10.1117/12.552473 . Arhivat din original pe 26 iulie 2020.
  3. South Pole Telescope: Telescope Optics . pole.uchicago.edu. Preluat la 27 februarie 2020. Arhivat din original la 12 august 2020.
  4. Richard A. Chamberlin. Opacitatea cerului submilimetrică la Polul Sud și corelații cu observațiile radiosondelor   // JGR . — 2001-09. — Vol. 106 , iss. D17 . - P. 20101-20114 . — ISSN 0148-0227 . - doi : 10.1029/2001JD900208 . Arhivat din original pe 27 februarie 2020.
  5. Z. Staniszewski, PAR Ade, KA Aird, BA Benson, LE Bleem. Clustere de galaxie descoperite cu un sondaj cu efectul Sunyaev-Zel'dovich  //  The Astrophysical Journal . - Editura IOP , 2009-08-10. — Vol. 701 , iss. 1 . - P. 32-41 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/701/1/32 . Arhivat 20 octombrie 2020.
  6. K. Vanderlinde, T. M. Crawford, T. de Haan, J. P. Dudley, L. Shaw. Clustere de galaxie selectate cu efectul Sunyaev-Zel'dovich din 2008 Observațiile telescopului la Polul Sud   // ApJ . — 2010-10. — Vol. 722 , iss. 2 . - P. 1180-1196 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/722/2/1180 . Arhivat din original pe 27 februarie 2020.
  7. FW High, B. Stalder, J. Song, PAR Ade, KA Aird. Deplasarea la roșu optică și estimările de bogăție pentru clusterele de galaxie selectate cu efectul Sunyaev-Zel'dovich din 2008 Observațiile telescopului la Polul Sud  //  The Astrophysical Journal . - Editura IOP , 2010-11-10. — Vol. 723 , iss. 2 . - P. 1736-1747 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/723/2/1736 . Arhivat din original pe 28 iulie 2020.
  8. JD Vieira, DP Marrone, SC Chapman, C. De Breuck, YD Hezaveh. Galaxii cu explozie stelară prăfuită din Universul timpuriu, așa cum a fost dezvăluit de lentile gravitaționale   // Natur . — 2013-03. — Vol. 495 , iss. 7441 . - P. 344-347 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature12001 . Arhivat din original pe 27 februarie 2020.
  9. D. Hanson, S. Hoover, A. Crites, PAR Ade, KA Aird. Detectarea polarizării în modul B în fundalul cosmic cu microunde cu date de la telescopul de la Polul Sud  // arXiv:1307.5830 [astro-ph]. — 07-10-2013. - doi : 10.1103/PhysRevLett.111.141301 . Arhivat din original pe 23 iunie 2020.
  10. Matias Zaldarriaga, Uros Seljak. Efectul lentilelor gravitaționale asupra polarizării fundalului cosmic cu microunde  // Physical Review D. - 1998-06-22. - T. 58 , nr. 2 . - S. 023003 . - ISSN 1089-4918 0556-2821, 1089-4918 . - doi : 10.1103/PhysRevD.58.023003 . Arhivat din original pe 16 iunie 2020.
  11. The Antarctic Sun: Știri despre Antarctica - Eveniment exploziv . antarcticsun.usap.gov. Consultat la 27 februarie 2020. Arhivat din original pe 27 februarie 2020.
  12. A. Manzotti, KT Story, WLK Wu, JE Austermann, JA Beall. CMB PolarizationB-mode Delensing cu SPTpol și Herschel  //  The Astrophysical Journal . - Editura IOP , 2017-08. — Vol. 846 , iss. 1 . — P. 45 . — ISSN 0004-637X . doi : 10.3847 /1538-4357/aa82bb .
  13. Uros Seljak, Matias Zaldarriaga. Semnătura undelor gravitaționale în polarizarea fundalului cu microunde  // Physical Review Letters. — 17-03-1997. - T. 78 , nr. 11 . - S. 2054-2057 . - ISSN 1079-7114 0031-9007, 1079-7114 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.78.2054 . Arhivat din original pe 23 iunie 2020.

Link -uri