Kosmologický dalekohled Atacama - Atacama Cosmology Telescope

Kosmologický dalekohled Atacama

Kosmologický dalekohled Atacama s Cerro Toco v pozadí
Alternativní názvy	ACTpol
Část	Observatoř Llano de Chajnantor
Umístění	Poušť Atacama
Souřadnice	22 ° 57'31 "S 67 ° 47'15" W / 22,9586 ° S 67,7875 ° W / -22,9586; -67,7875 Souřadnice: 22 ° 57'31 "S 67 ° 47'15" W / 22,9586 ° S 67,7875 ° W / -22,9586; -67,7875
Vlnová délka	28, 41, 90, 150, 220 GHz (1,07, 0,73, 0,33, 0,20, 0,14 cm)
První světlo	22. října 2007
Styl dalekohledu	radioteleskop na pozadí kosmického mikrovlnného pozadí
webová stránka	www .princeton .edu /atacama /
Umístění kosmického dalekohledu Atacama
Související média na Wikimedia Commons
[ upravit na Wikidata ]

Atacama Cosmology Telescope ( ACT ) je o průměru šest metrů dalekohled umístěný na Cerro Toco v poušti Atacama na severu Chile , v blízkosti Observatoř Chajnantor . ACT je vysoce citlivý, s vysokým rozlišením (arcminute úhlové váhy), mikrovlnná - vlnové délky průzkumy oblohy s cílem studovat kosmického mikrovlnného záření na pozadí (CMB), reliktní záření vlevo od velkého třesku procesu. Ve výšce 5 190 metrů (17 030 stop) je to jeden z nejvyšších stálých pozemních teleskopů na světě.

Vysoce citlivá pozorování záření kosmického mikrovlnného pozadí umožňují přesné měření kosmologických parametrů, detekci kup galaxií mimo jiné vědecké cíle, zkoumání raných a pozdních fází historie vývoje vesmíru.

ACT, postavený na ( australském ) podzimu 2007, spatřil první světlo dne 22. října 2007 se svým vědeckým přijímačem, Millimeter Bolometer Array Camera (MBAC). ACT má dvě hlavní upgrady přijímače, které umožnily pozorování citlivá na polarizaci: ACTPol (2013-2016) a Advanced ACT (2017-). ACT je financován americkou národní vědeckou nadací .

Vědecké cíle

Kosmologie

Umístění

Letecký pohled na Andy, jak je vidět z okolí Calama, Chile. ACT se nachází na Cerro Toco, poblíž Cerro Chajnantor a sopky Licancabur.

Vodní pára v atmosféře vyzařuje mikrovlnné záření, které znečišťuje měření CMB, a proto CMB teleskopy těží ze suchých poloh ve vysokých nadmořských výškách. ACT se nachází na suché a vysoké (přesto snadno přístupné) náhorní plošině Chajnantor v andských horách v poušti Atacama v severním Chile. Vzhledem k výjimečným pozorovacím podmínkám pouště Atacama a jeho dostupnosti po silnici a blízkých přístavech se v regionu nachází několik dalších observatoří, včetně CBI , ASTE , Nanten , APEX a ALMA . Tyto astronomické observatoře a teleskopy tvoří observatoř Llano de Chajnantor , shluk astronomických dalekohledů primárně v milimetrových a submilimetrových vlnových délkách.

Design

Kosmologický dalekohled Atacama při pohledu z horní části vnější zemské obrazovky. Horní polovinu segmentovaného primárního zrcadla lze vidět nad vnitřní pozemní obrazovkou, která se pohybuje dalekohledem.

Dalekohled

ACT je mimoosý gregoriánský dalekohled se šestimetrovým (236 palců) primárním zrcadlem a dvoumetrovým (79 palců) sekundárním zrcadlem. Obě zrcátka jsou segmentovaná a skládají se ze 71 (primárních) a 11 (sekundárních) hliníkových panelů. Na rozdíl od většiny dalekohledů, které během pozorování sledují rotující oblohu, ACT pozoruje oblohu udržováním teleskopu v konstantní výšce a skenováním tam a zpět v azimutu relativně rychlou rychlostí dvou stupňů za sekundu. Rotující část dalekohledu váží přibližně 32 tun (35 malých tun), což představuje značnou technickou výzvu. Zemní clona obklopující dalekohled blokuje kontaminaci mikrovlnným zářením vyzařovaným zemí. Návrh, výrobu a konstrukci dalekohledu provedla společnost Dynamic Structures ve Vancouveru v Britské Kolumbii .

Nástroj

ACT může pojmout tři přístrojové kamery současně. Tyto kamery byly postupem času upgradovány z původního designu MBAC na současný nástroj Advanced ACT a postupně přidávaly další funkce, jako je citlivost polarizace a schopnost snímat více frekvencí v jednom přístrojovém modulu. Každá kamera v ACT se skládá ze systému se třemi čočkami, gregoriánské zaostření je znovu zobrazeno do ohniskové roviny detektoru, Lyot stop kompenzuje primární zrcátko umožňující zmírnění rozptýleného světla.

Tři čočky v ACT jsou vyrobeny z kryogenně chlazeného antireflexního potaženého křemíku, což je žádoucí materiál pro nástroje v milimetrech díky vysokému indexu lomu (n = 3). Antireflexní vrstvy v ACTPol a AdvACT jsou vyrobeny z metamateriálového křemíku strukturovaného pod vlnovou délkou, což je v té době inovace pozemních dalekohledů CMB. Optické součásti a modul detektoru jsou udržovány ve vakuu s plastovým oknem. Stoh filtrů odmítá infračervené záření, které je škodlivé pro pozorování mm vlnových délek.

Radiace je tepelně spojena s bolometry senzorů na přechodové hraně, které jsou odečítány pomocí řady SQUID.

Pozorování

Pozorování se provádí při rozlišení přibližně úhlové minuty (1/60 stupně) ve třech frekvencích: 145 GHz, 215 GHz a 280 GHz. Každá frekvence je měřena 3 cm × 3 cm (1,2 palce × 1,2 palce), 1024 prvků, celkem 3072 detektorů. Detektory jsou supravodivé senzory s přechodovou hranou , což je technologie, jejíž vysoká citlivost umožňuje měření teploty CMB v rozmezí několika miliónů stupně. Systém kryogenních heliových chladniček udržuje detektory o třetinu stupně nad absolutní nulou .

Detektory

Počáteční výsledky

Kosmologický dalekohled Atacama. Na tomto obrázku nebyla pozemní obrazovka ještě dokončena, což umožňovalo vidět dalekohled.

Měření kosmického mikrovlnného záření na pozadí (CMB) experimenty jako COBE , BOOMERanG , WMAP , CBI a mnoha dalšími výrazně rozšířilo naše znalosti o kosmologii, zejména o rané evoluci vesmíru. South Pole Telescope je podobný, ale komplementární, teleskop.

Kosmologický teleskop Atacama pozoruje záplaty a hloubkovou mapu

ACT zveřejnil výsledky měření statistických vlastností teploty CMB na stupnice arcminute v lednu 2010. Našel signály, které byly konzistentní s nevyřešenými bodovými zdroji a efektem SZ. V roce 2011 provedl ACT první detekci energetického spektra gravitační čočky mikrovlnného pozadí, což v kombinaci s výsledky WMAP poprvé poskytlo důkaz o temné energii pouze z CMB . Následně byla uvolněna měření energetického spektra CMB z South Pole Telescope, která byla později také ukázána jako důkaz temné energie pouze z CMB.

Instituce

ACT má spolupracovníky z Princeton University , Cornell University , University of Pennsylvania , NASA/GSFC , Johns Hopkins University , University of British Columbia , NIST , Pontificia Universidad Católica de Chile , University of KwaZulu-Natal , Perimeter Institute for Theoretical Physics , the Canadian Institute for Theoretical Astrophysics , Stanford University , Stony Brook University , Cardiff University , Argonne National Laboratory , Haverford College , Rutgers University , the University of Pittsburgh , UC Berkeley , University of Southern California , the University of Oxford , the University of Paris-Saclay , University of Illinois at Urbana-Champaign , SLAC National Accelerator Laboratory , Caltech , McGill University , the Center for Computational Astrophysics , Arizona State University , Columbia University , Carnegie Mellon University , University of Chicago , Haverford College , Florida State University , West Chester University , Yale Universi ty a University of Toronto .

Viz také

• Seznam nejvyšších astronomických observatoří
• Seznamy dalekohledů
• Observatoř Llano de Chajnantor

Poznámky

Reference

externí odkazy

• Domovská stránka ACT