Teleskop jižního pólu

Teleskop jižního pólu
Teleskop jižního pólu

Teleskop jižního pólu
Typ mikrovlnná trouba, Gregoryho reflektor, radioteleskop
Umístění Amundsen-Scott Station , jižní pól , Antarktida
Souřadnice 90°00′00″ S sh. 00°00′00″ palců. e.
Výška 2800 m
datum otevření 16. února 2007
Počáteční datum 16. února 2007
Průměr 10 m
Úhlové rozlišení 1 oblouková minuta
Efektivní oblast
  • 78,5 m²
namontovat Alt-azimut
webová stránka pole.uchicago.edu
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

The South Pole Telescope ( SPT , anglicky  South Pole Telescope ) je 10metrový radioteleskop na observatoři v Antarktidě na stanici Amundsen-Scott na geografickém jižním pólu Země . Dalekohled je určen pro pozorování na mikrovlnných , milimetrových a submilimetrových vlnových délkách . Hlavním cílem je měření slabého difúzního záření z kosmického mikrovlnného pozadí (CMB) [1] .

Historie

Dalekohled viděl své první světlo 16. února 2007 . V roce 2011 byl dokončen první velký průzkum oblohy. Cílem průzkumu bylo odhalit vzdálené masivní kupy galaxií díky jejich interakci s CMB. Začátkem roku 2012 byla na SPT instalována nová kamera (SPTpol) s ještě větší citlivostí a schopností měřit polarizaci registrované elektromagnetické vlny . Tato kamera fungovala v letech 2012-2016 a byla používána k vytvoření bezprecedentních hlubokých map s vysokým rozlišením stovek čtverečních stupňů jižní oblohy. V roce 2017 byla na dalekohled instalována kamera SPT-3G třetí generace poskytující téměř řádové zvýšení rychlosti mapování oproti SPTpol [2] .

Konstrukce

Dalekohled je mimoosový dalekohled systému Gregory s průměrem zrcadla 10 metrů, upevněný na alt-azimutální montáži ve tvaru L s protizávažím (u pólů funguje alt-azimutální montáž stejně jako rovníková hora ). Dalekohled byl navržen tak, aby poskytoval velké zorné pole (větší než 1 čtvereční stupeň) a zároveň minimalizoval systematické nejistoty způsobené pohybem země pod dalekohledem a rozptylem optiky dalekohledu.

Povrch zrcadla dalekohledu je vyhlazený na asi 25 mikrometrů (jedna tisícina palce), což umožňuje provádět pozorování na vlnových délkách menších než jeden milimetr. Klíčovou výhodou pozorovací strategie SPT je to, že je snímán celý dalekohled, takže paprsek se vůči zrcadlům dalekohledu nepohybuje. Rychlé skenování dalekohledu a jeho velké zorné pole činí SPT efektivním při zachycování velkých oblastí oblohy [3] .

Specifika lokality

Nejdůležitějším kritériem pro umístění observatoří s milimetrovými vlnami je nepřítomnost vodní páry , která takové záření pohlcuje. Observatoř SPT se nachází ve vysoké nadmořské výšce a v chladné oblasti v Antarktidě. Vodní pára v chladném klimatu jednoduše zamrzne a Antarktida je tak nejsušším místem na Zemi. Dalekohled vzdálený od civilizace navíc nezaznamená cizí hluk vytvořený člověkem a během dlouhé polární noci je vyloučen hluk ze slunečního záření. Nízká okolní teplota snižuje vliv tepelného šumu přijímače [4] .

Mezi mínusy stojí za zmínku nemožnost studovat severní polokouli, nestabilita ledové pokrývky pod dalekohledem a obtížný přístup k observatoři.

Cíle a výsledky

Dalekohled provedl první významný průzkum oblohy s cílem odhalit a studovat kupy galaxií . Technika hledání byla založena na Sunyaev-Zel'dovichově efektu  – zkreslení záření mikrovlnného pozadí jeho interakcí s intergalaktickým prostředím [2] . Výsledkem průzkumu bylo objevení asi stovky galaktických kup v extrémně širokém rozsahu rudých posuvů [5] . Byly odhadnuty hmotnosti kup galaxií a byly získány limity pro temnou energii [6] [7] .

Bylo také možné detekovat populaci vzdálených prašných galaxií pomocí gravitační čočky [8] .

Bylo objeveno „kroucení“ polarizovaného záření mikrovlnného pozadí, známé jako „B-mód“ [9] . Vzniká v důsledku gravitační čočky výkonnějšího polarizačního signálu „E-mode“ [10] . Měření intenzity tohoto jevu umožňuje odhadnout energetická a časová měřítka procesů během inflační fáze v raném Vesmíru [11] [12] [13] .

Poznámky

  1. JE Carlstrom, PAR Ade, KA Aird, BA Benson, LE Bleem. 10metrový dalekohled jižního pólu  // Publikace Astronomické společnosti Pacifiku  . — 2011-05. — Sv. 123 , iss. 903 . - S. 568-581 . - doi : 10.1086/659879 . Archivováno z originálu 30. července 2020.
  2. ↑ 1 2 SPT Collaboration, JE Ruhl, PAR Ade, JE Carlstrom, HM Cho. Teleskop jižního pólu  // arXiv:astro-ph/0411122. — 2004-10-08. - S. 11 . - doi : 10.1117/12.552473 . Archivováno z originálu 26. července 2020.
  3. Teleskop jižního pólu: Optika dalekohledu . pole.uchicago.edu. Získáno 27. února 2020. Archivováno z originálu dne 12. srpna 2020.
  4. Richard A. Chamberlin. Submilimetrová neprůhlednost oblohy na jižním pólu a korelace s pozorováními radiosond   // JGR . — 2001-09. — Sv. 106 , iss. D17 . - S. 20101-20114 . — ISSN 0148-0227 . - doi : 10.1029/2001JD900208 . Archivováno z originálu 27. února 2020.
  5. Z. Staniszewski, PAR Ade, KA Aird, BA Benson, LE Bleem. Kupy galaxií objevené pomocí průzkumu Sunyaev-Zel'dovichova efektu  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2009-08-10. — Sv. 701 , iss. 1 . - str. 32-41 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/701/1/32 . Archivováno 20. října 2020.
  6. K. Vanderlinde, T. M. Crawford, T. de Haan, J. P. Dudley, L. Shaw. Kupy galaxií vybrané pomocí Sunyaev-Zel'dovichova efektu z pozorování dalekohledem jižního pólu v roce 2008   // ApJ . — 2010-10. — Sv. 722 , iss. 2 . - S. 1180-1196 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/722/2/1180 . Archivováno z originálu 27. února 2020.
  7. FW High, B. Stalder, J. Song, PAR Ade, KA Aird. Odhady optického červeného posuvu a bohatosti pro kupy galaxií vybrané pomocí Sunyaev-Zel'dovichova efektu z pozorování dalekohledem jižního pólu z roku 2008  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2010-11-10. — Sv. 723 , iss. 2 . - S. 1736-1747 . — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/723/2/1736 . Archivováno z originálu 28. července 2020.
  8. JD Vieira, DP Marrone, SC Chapman, C. De Breuck, YD Hezaveh. Prašné galaxie se vzplanutím hvězd v raném vesmíru odhalené gravitační čočkou   // Natur . — 2013-03. — Sv. 495 , iss. 7441 . - str. 344-347 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/příroda12001 . Archivováno z originálu 27. února 2020.
  9. D. Hanson, S. Hoover, A. Crites, PAR Ade, KA Aird. Detekce polarizace v B-módu v kosmickém mikrovlnném pozadí s daty z dalekohledu jižního pólu  // arXiv:1307.5830 [astro-ph]. — 2013-10-07. - doi : 10.1103/PhysRevLett.111.141301 . Archivováno z originálu 23. června 2020.
  10. Matias Zaldarriaga, Uros Seljak. Gravitační čočkový efekt na kosmickou mikrovlnnou polarizaci pozadí  // Physical Review D. - 1998-06-22. - T. 58 , č.p. 2 . - S. 023003 . - ISSN 1089-4918 0556-2821, 1089-4918 . - doi : 10.1103/PhysRevD.58.023003 . Archivováno z originálu 16. června 2020.
  11. Antarctic Sun: Novinky o Antarktidě – výbušná událost . antarcticsun.usap.gov. Staženo 27. února 2020. Archivováno z originálu 27. února 2020.
  12. A. Manzotti, KT Story, WLK Wu, JE Austermann, JA Beall. CMB PolarizationB-mode Delensing s SPTpol a Herschel  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2017-08. — Sv. 846 , iss. 1 . — S. 45 . — ISSN 0004-637X . doi : 10.3847 /1538-4357/aa82bb .
  13. Uros Seljak, Matias Zaldarriaga. Signature of Gravitation Waves in Polarization of the Microwave Background  // Physical Review Letters. — 17. 3. 1997. - T. 78 , č.p. 11 . - S. 2054-2057 . - ISSN 1079-7114 0031-9007, 1079-7114 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.78.2054 . Archivováno z originálu 23. června 2020.

Odkazy