Sydpolen teleskop

Sydpolen teleskop
Sydpolen teleskop

Sydpolen teleskop
Type mikroovn, Gregory reflektor, radioteleskop
Beliggenhed Amundsen-Scott Station , Sydpolen , Antarktis
Koordinater 90°00′00″ S sh. 00°00′00″ in. e.
Højde 2800 m
åbningsdato 16. februar 2007
Start dato 16. februar 2007
Diameter 10 m
Vinkelopløsning 1 bueminut
Effektivt område
  • 78,5 m²
montere Alt-azimuth
Internet side pole.uchicago.edu
 Mediefiler på Wikimedia Commons

South Pole Telescope ( SPT , engelsk  South Pole Telescope ) er et 10 meter langt radioteleskop ved et observatorium i Antarktis ved Amundsen-Scott stationen ved Jordens geografiske sydpol . Teleskopet er designet til observationer ved mikrobølge- , millimeter- og submillimeterbølgelængder . Hovedmålet er at måle svag diffus stråling fra den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB) [1] .

Historie

Teleskopet så sit første lys den 16. februar 2007 . I 2011 blev den første store himmelundersøgelse gennemført. Målet med undersøgelsen var at opdage fjerne, massive hobe af galakser på grund af deres interaktion med CMB. I begyndelsen af ​​2012 blev et nyt kamera (SPTpol) installeret ved SPT med endnu større følsomhed og mulighed for at måle polariseringen af ​​den registrerede elektromagnetiske bølge . Dette kamera fungerede fra 2012-2016 og blev brugt til at skabe hidtil usete dybe højopløsningskort over hundreder af kvadratgrader af den sydlige himmel. I 2017 blev et tredjegenerations SPT-3G-kamera installeret på teleskopet, hvilket gav en næsten en størrelsesordensstigning i kortlægningshastigheden sammenlignet med SPTpol [2] .

Konstruktion

Teleskopet er et off-akse teleskop af Gregory-systemet med en spejldiameter på 10 meter, monteret på et L-formet alt-azimut-beslag med en kontravægt (ved polerne fungerer et alt-azimuth-beslag på samme måde som en ækvatorial montering ). Teleskopet var designet til at give et stort synsfelt (større end 1 kvadratgrad) og samtidig minimere systematiske usikkerheder på grund af jordens bevægelse under teleskopet og spredning af teleskopets optik.

Overfladen af ​​teleskopets spejl er glattet til omkring 25 mikrometer (en tusindedel af en tomme), hvilket gør det muligt at foretage observationer ved bølgelængder på mindre end en millimeter. Den vigtigste fordel ved SPT-observationsstrategien er, at hele teleskopet scannes, så strålen ikke bevæger sig i forhold til teleskopets spejle. Teleskopets hurtige scanning og dets store synsfelt gør SPT effektiv til at fange store områder af himlen [3] .

Placeringsspecifikationer

Det vigtigste kriterium for placeringen af ​​millimeterbølgeobservatorier er fraværet af vanddamp , som absorberer sådan stråling. SPT-observatoriet er placeret i stor højde og i en kold region i Antarktis. Vanddamp i kolde klimaer fryser simpelthen, og Antarktis er dermed det tørreste sted på Jorden. Derudover oplever et teleskop fjernt fra civilisationen ikke tredjepartsstøj af menneskeskabt karakter, og i den lange polarnat er støj fra solstråling udelukket. Lav omgivelsestemperatur reducerer effekten af ​​modtagerens termiske støj [4] .

Blandt minusserne er det værd at bemærke manglende evne til at studere den nordlige halvkugle, ustabiliteten af ​​isdækket under teleskopet og vanskelig adgang til observatoriet.

Mål og resultater

Teleskopet udførte den første betydningsfulde undersøgelse af himlen med det formål at opdage og studere galaksehobe . Søgeteknikken var baseret på Sunyaev-Zel'dovich-effekten  - forvrængning af mikrobølgebaggrundsstrålingen ved dens interaktion med det intergalaktiske medium [2] . Som et resultat af undersøgelsen blev omkring hundrede galaksehobe opdaget i en ekstrem bred vifte af rødforskydninger [5] . Masserne af galaksehobe blev estimeret og grænser for mørk energi blev opnået [6] [7] .

Det var også muligt at detektere en population af fjerne støvede galakser med gravitationslinser [8] .

"Vridningen" af den polariserede stråling fra mikrobølgebaggrunden, kendt som "B-mode" [9] , er blevet opdaget . Det opstår som et resultat af gravitationslinser af et kraftigere polarisationssignal "E-mode" [10] . Målinger af intensiteten af ​​dette fænomen gør det muligt at estimere energi- og tidsskalaerne for processer under inflationsstadiet i det tidlige univers [11] [12] [13] .

Noter

  1. JE Carlstrom, PAR Ade, KA Aird, BA Benson, LE Bleem. 10 Meter South Pole Telescope  // Publications of the Astronomical Society of the Pacific  . – 2011-05. — Bd. 123 , udg. 903 . - s. 568-581 . - doi : 10.1086/659879 . Arkiveret fra originalen den 30. juli 2020.
  2. ↑ 1 2 SPT Collaboration, JE Ruhl, PAR Ade, JE Carlstrom, HM Cho. Sydpolteleskopet  // arXiv:astro-ph/0411122. — 2004-10-08. - S. 11 . - doi : 10.1117/12.552473 . Arkiveret fra originalen den 26. juli 2020.
  3. South Pole Telescope: Telescope Optics . pole.uchicago.edu. Hentet 27. februar 2020. Arkiveret fra originalen 12. august 2020.
  4. Richard A. Chamberlin. Sydpolens submillimeter himmelopacitet og korrelationer med radiosondeobservationer   // JGR . - 2001-09. — Bd. 106 , udg. D17 . - S. 20101-20114 . — ISSN 0148-0227 . - doi : 10.1029/2001JD900208 . Arkiveret fra originalen den 27. februar 2020.
  5. Z. Staniszewski, PAR Ade, KA Aird, BA Benson, LE Bleem. Galaksehobe opdaget med en Sunyaev-Zel'dovich effektundersøgelse  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2009-08-10. — Bd. 701 , udg. 1 . - S. 32-41 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/701/1/32 . Arkiveret 20. oktober 2020.
  6. K. Vanderlinde, T. M. Crawford, T. de Haan, J. P. Dudley, L. Shaw. Galaksehobe udvalgt med Sunyaev-Zel'dovich-effekten fra 2008 South Pole Telescope Observations   // ApJ . - 2010-10. — Bd. 722 , udg. 2 . - S. 1180-1196 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/722/2/1180 . Arkiveret fra originalen den 27. februar 2020.
  7. FW High, B. Stalder, J. Song, PAR Ade, KA Aird. Optisk rødforskydning og rigdomsestimater for galaksehobe udvalgt med Sunyaev-Zel'dovich-effekten fra 2008 South Pole Telescope Observations  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2010-11-10. — Bd. 723 , udg. 2 . - P. 1736-1747 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/723/2/1736 . Arkiveret fra originalen den 28. juli 2020.
  8. JD Vieira, DP Marrone, SC Chapman, C. De Breuck, YD Hezaveh. Støvede starburst-galakser i det tidlige univers som afsløret ved gravitationslinser   // Natur . – 2013-03. — Bd. 495 , udg. 7441 . - S. 344-347 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature12001 . Arkiveret fra originalen den 27. februar 2020.
  9. D. Hanson, S. Hoover, A. Crites, PAR Ade, KA Aird. Detektion af B-mode polarisering i den kosmiske mikrobølgebaggrund med data fra  sydpolteleskopet // arXiv:1307.5830 [astro-ph]. — 2013-10-07. - doi : 10.1103/PhysRevLett.111.141301 . Arkiveret fra originalen den 23. juni 2020.
  10. Matias Zaldarriaga, Uros Seljak. Gravitationslinseeffekt på kosmisk mikrobølgebaggrundspolarisering  // Fysisk gennemgang D. - 1998-06-22. - T. 58 , no. 2 . - S. 023003 . - ISSN 1089-4918 0556-2821, 1089-4918 . - doi : 10.1103/PhysRevD.58.023003 . Arkiveret fra originalen den 16. juni 2020.
  11. The Antarctic Sun: Nyheder om Antarktis - Eksplosiv begivenhed . antarcticsun.usap.gov. Hentet 27. februar 2020. Arkiveret fra originalen 27. februar 2020.
  12. A. Manzotti, KT Story, WLK Wu, JE Austermann, JA Beall. CMB PolarizationB-mode Delensing med SPTpol og Herschel  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2017-08. — Bd. 846 , udg. 1 . — S. 45 . — ISSN 0004-637X . doi : 10.3847 /1538-4357/aa82bb .
  13. Uros Seljak, Matias Zaldarriaga. Signature of Gravity Waves in Polarization of the Microwave Background  // Physical Review Letters. — 1997-03-17. - T. 78 , no. 11 . - S. 2054-2057 . - ISSN 1079-7114 0031-9007, 1079-7114 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.78.2054 . Arkiveret fra originalen den 23. juni 2020.

Links