Gemini Observatory - Gemini Observatory


z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Gemini Observatory
Gemini NorthGemini South
Gemini North na Havaji a Gemini South v Chile
Organizace Gemini Consortium ( NSF -USA, NRC-Canada, CONICYT-Chile, MCTI-Brazílie, MCTIP-Argentina) a AURA
Umístění Mauna Kea Access Rd, Hawaii , USA
Cerro Pachon , Chile
Souřadnice 19 ° 49'26 "N 155 ° 28'11" W  /  19,82396 ° N 155,46984 ° W  / 19,82396; -155,46984 ( Gemini North Observatory )
30 ° 14'27 "S 70 ° 44'12" W  /  30,24073 ° S 70.73659 ° W / -30,24073; -70,73659 ( Gemini South Observatory )
Nadmořská výška 4,213 m (13,822 ft)
2,722 m (8,930 ft)
stanovený 2000
webová stránka www .gemini .edu
dalekohledy
Gemini North 8,1m Cassegrain reflektor
Gemini South 8,1m Cassegrain reflektor
Gemini Observatory se nachází na Havaji
Gemini Observatory
Umístění Gemini Observatory
Commons stránkySouvisející média o Wikimedia Commons

Gemini observatoř je astronomická observatoř, sestávající ze dvou 8,1 m (26,6 ft) dalekohledy , Gemini North a Gemini jih , které jsou umístěny na dvou různých místech v Hawaii a Chile , v daném pořadí. Dvojče Gemini dalekohledy poskytují téměř úplné pokrytí obou severní a jižní obloze. Ty jsou v současné době patří mezi největší a nejmodernější optických / infračervených dalekohledů dostupných astronomů. (Viz seznam největších optických dalekohledů odrážejících ) .

Národní vědecká nadace (NSF) ze Spojených států , National Research Council of Canada , CONICYT z Chile , MCTI z Brazílie a MCTIP z Argentiny vlastní a provozují Gemini Observatory. NSF je v současné době (2017) většinovým společníkem, což přispívá přibližně 70% finančních prostředků potřebných pro provoz a údržbu oba dalekohledy. Provoz a údržba observatoře je řízen sdružením univerzit pro výzkum v astronomii (AURA), a to prostřednictvím dohody o spolupráci s NSF. NSF působí jako Výkonnou agenturou jménem mezinárodními partnery.

Gemini dalekohledy dům sadu moderních nástrojů, nabízí vynikající výkon v optickém a které se blíží infračervené a zaměstnat sofistikovanou adaptivní optiky technologie kompenzovat rozostření účinky zemské atmosféry . Gemini je světový lídr v oblasti celé louce adaptivní optikou podporovaných termovizních kamer a nedávno pověřil Gemini Planet Imager, nástroj, který umožňuje výzkumníkům přímo image a analyzovat exoplanet , které jsou miliontiny jasné jako mateřské hvězdy, kolem kterého oni obíhají , Gemini i nadále podporovat výzkum v téměř všech oblastech moderní astronomie, včetně sluneční soustavy , exoplanet, tvorba hvězd a vývoj, strukturu a dynamiku galaxií , supermasivních černých děr , vzdálených kvasarů a struktuře vesmíru na největších měřítcích.

Minulé účastníci Gemini Observatory patří Austrálii a Velké Británii. Velká Británie vypadla partnerství ke konci roku 2012 a Gemini Observatory reagovala ke ztrátě finančních prostředků tím, že podstatně sníží provozní náklady, zefektivnit svůj provoz a implementaci energeticky úsporných opatření na každém místě. Oba dalekohledy jsou nyní také ovládat dálkově z báze provozovaných zařízení center v Hilo, Havaj, a La Serena, Chile.

Přehled

Porovnání nominální velikostí otvorů Gemini observatoře a některých pozoruhodných optických teleskopů
Gemini North při západu slunce. V tuto chvíli je otevřená a vyrovnávající jeho teplotu s okolním vzduchem.
Gemini South na Cerro Pachón v Chile.

Mezinárodní ústředí observatoři Gemini a severní Operations Center se nachází ve městě Hilo, Hawaii na University of Hawaii v Hilo University Park. Jižním Operations Center se nachází na Cerro Tololo Inter-American Observatory areálu (CTIO) poblíž La Serena, Chile .

  • Dále jen „Gemini North“ dalekohled, oficiálně nazvaný Frederick C. Gillett Gemini teleskopu se nachází na Hawaii je Mauna Kea , spolu s mnoha dalšími dalekohledy. Že poloha zaručuje výborné pozorovací podmínky vzhledem k vynikající atmosférickým podmínkám (stabilní, suché, a málokdy je zataženo) nad 4200 m vysoká (13,800 ft) spící sopky. To vidělo první světlo v roce 1999 a začala vědecká činnost v roce 2000.
  • Dále jen „Gemini South“ teleskop se nachází na více než 2700 metrů (8,900 ft) nadmořské výšce na hory v chilských Andách zvané Cerro Pachon . Velmi suchý vzduch a zanedbatelné oblačnost, aby to další vynikající lokalitou teleskop (opět sdílena několika jiných observatoří, včetně Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) a Cerro Tololo Meziamerické observatoře). Gemini South viděl první světlo v roce 2000.

Společně tyto dva dalekohledy pokrývají téměř celou oblohu s výjimkou dvou oblastí v blízkosti nebeských pólů: Gemini North nemůže ukazovat na sever od deklinace + 89 stupňů, a Gemini South nemůže ukazovat jižně od deklinace -89 stupňů.

Oba Gemini teleskopy využívají řadu technologií poskytovat svět-vedoucí výkon v optické a blízké infračervené astronomie, včetně laserových vodicích hvězdy , adaptivní optiky , multi konjugát adaptivní optiky, a multi-objektu spektroskopie . Navíc, velmi kvalitní infračervené pozorování jsou možné v důsledku pokročilého chráněné stříbrného povlaku, naneseného na zrcátka každého dalekohledu, malé sekundární zrcadla v použití (vzniklé v ohniskové poměru F16), a pokročilé ventilační systémy instalované na každém místě.

Dějiny

Odhaduje se, že tyto dva dalekohledy stát přibližně US $ 184 milionů postavit a noc na každé Gemini teleskopu stojí desítky tisíc dolarů.

Dva 8-metr zrcadlo polotovary, každý o hmotnosti více než 22 tun (24 malých tun), byly vyrobeny z Corning Ultra Low Expansion skla. Každý polotovar byl konstruován fixační dohromady a následné průhybu řady menších šestiúhelníkových kusů. Tato práce byla provedena na Corning zařízení Canton rostlin se nachází v severní části státu New York. Přířezy pak byly transportovány přes lodi REOSC, která se nachází jižně od Paříže pro finální broušení a leštění.

Jeden rozhodnuto v průběhu návrhu, jak ušetřit peníze se eliminují dva Nasmyth platformy. Díky tomu nástroje jako spektrografu s vysokým rozlišením a adaptivní optiky systémů mnohem obtížnější postavit, kvůli požadavku na velikosti a hmoty vlastní s Cassegrain nástrojů. Další výzvou při navrhování velkých nástrojů je požadavek mít specifickou hmotnost a střed-of-masové schopny zachovat celkovou rovnováhu dalekohledu.

finanční krize UK

V listopadu 2007 bylo oznámeno, že ve Velké Británii Rada Vědeckotechnické zařízení (STFC) navrhla, aby z důvodu úspory 4.000.000 £ ročně, to by mělo za cíl nechat operační konsorcium optiky. Na schůzi konsorcia v lednu 2008, závěr byl dělán, že Spojené království bude oficiálně odstoupit od Gemini dohody o partnerství a Gemini Observatory efektivní 28. února 2007. Toto rozhodnutí výrazně narušeny rozpočty střediska, a vyústil ve zrušení alespoň jeden nástroj ve vývoji v té době, Precision Radial Velocity Spectrograph.

Vzhledem k tomu důvod pro Spojené království porušení svou část dohody se zdálo být zcela finanční došlo k protestům veřejnosti, včetně „Save Astronomy“ hnutí, která požádala občany, aby se ozvat proti astronomie rozpočtových škrtů. Spojené království přehodnotit své rozhodnutí odstoupit od Gemini, a požádal o znovupřijetí do smlouvy, a byli oficiálně přivítal zpět 27. února 2008. Avšak v prosinci 2009 bylo oznámeno, že Spojené království by skutečně opustit partnerství Gemini v roce 2012, stejně jak se zastavuje několik dalších mezinárodních vědeckých partnerství, vzhledem k přetrvávajícím omezením finančních prostředků.

ředitelství

Prvním ředitelem Blíženců byl Matt Mountain , který poté, co držel post pro levou v září 2005, jedenáct let, aby se stal ředitel Space Telescope Science Institute (STScI). On byl následován Jean-René Roy, který sloužil po dobu devíti měsíců, po uplynutí této doby Doug Simons držel ředitelování od června 2006 do května 2011. v pořadí byl následován prozatímní jmenování tehdy odešel Fred Chaffee, bývalý ředitel WM Keck Observatory . Chaffee byl následován v srpnu 2012 Markus Kissler-Patig , který zastával funkci do června 2017. Dr. Laura Ferrarese podařilo Dr. Kissler-Patig v červenci 2017 s prozatímní jmenování. Současný ředitel je Dr. Jennifer Lotz od 6. září 2018.

Správa a dohled

Hvězdárna se řídí Gemini radou, jak je definován Mezinárodní dohody Gemini. Představenstvo stanovuje rozpočtové politiky hranice pro observatoře a provádí rozsáhlé funkce dohledu, poradenství od Science and Technology poradního dílčí výbor (Stach) a financí dílčí výboru. USA má šest ze 13 hlasovacích míst na Gemini radě. Členové Americké rady obvykle slouží tři roční období a jsou vybíráni a jmenováni National Science Foundation (NSF), která zastupuje Společenství v USA ve všech oblastech činnosti a vývoje Gemini. Gemini je v současné době řízena sdružením univerzit pro výzkum v astronomii (AURA), Inc., jménem partnerství prostřednictvím zadávání z NSF. AURA provozuje Gemini od jeho výstavby v roce 1990.

NSF slouží jako výkonnou agenturu a jedná jejím jménem mezinárodních účastníků. NSF má jedno křeslo na Gemini rady; dodatečný NSF pracovník slouží jako výkonný tajemník rady. Programový management je v kompetenci důstojník NSF programu. Program Officer monitoruje provoz a vývojové činnosti v rámci střediska, nominuje američtí vědci na Gemini poradní výbory, provádí hodnocení jménem partnerství a schvaluje financování akcí, zprávy a smlouvy.

Instrumentace

Gemini Planet Imager (GPI) obraz planety obíhající kolem vzdálené hvězdy známý jako 51 Eridani . Jasná centrální hvězda byla většinou odstraněna pomocí hardwaru a softwaru masky umožnit detekci exoplanety (označení „B“), která je miliontý tak jasná. Kreditů: J. Rameau (Univ of Montreal.) A C. Marois (NRC Herzberg, Canada).
Umělcova dojem z 51 Eridani b , která je považována za největší solární systém podobný exoplanet někdy přímo zobrazen. Kreditů: Danielle Futselaar & Franck Marchis, SETI Institute .

adaptivní optika

Oba Gemini dalekohledy používají sofistikované state-of-the-art adaptivní optiky systémy. Gemini-N běžně používá systém ALTAIR, postavený v Kanadě, která dosahuje 30% -45% Strehlův poměr na 22,5 arcsecond čtverečních pole a může podávat NIRI, NIF nebo GNIRS; lze použít přírodní nebo laserové průvodce hvězdy. Ve spojení s NIRI to byl zodpovědný za objev HR8799b .

V Gemini-S Gemini Multi-konjugát Adaptivní optika systém (drahokamy), mohou být použity s plameňákovití-2 u-infračerveným zobrazovacím zařízením a spektrometrie, nebo Gemini South Adaptive Optics Imager (GSAOI), který poskytuje jednotný, difrakčně limitující kvalitu obrazu k arcminute měřítku zorné pole. Drahokamy dosáhl první světlo 16. prosince 2011. Použití konstelace pěti laser vodicích hvězd, dosáhla FWHM 0,08 obloukových vteřin v H pásmu přes pole 87 obloukových vteřin čtverečních.

Adaptivní sekundární zrcadlo bylo považováno za Gemini, který zajistí přiměřené adaptivní optiky korekce (což odpovídá přirozené vidění na úrovni 20. percentilu pro 80% času) pro všechny nástroje na dalekohled, ke kterému je připojen. Nicméně, jak v roce 2017, nejsou tam žádné plány, jak implementovat takový upgrade na obou dalekohledu.

nástroje

V posledních letech se Gemini Board režíroval observatoř pro podporu pouze čtyři nástroje v každém dalekohledu. Vzhledem k tomu, Gemini-N a Gemini-S jsou v podstatě identické, observatoř je schopen se pohybovat nástroje mezi dvěma místy, a činí tak v pravidelných intervalech. Dvě z nejpopulárnějších nástrojů jsou Gemini Multi-Object Spektrografy (GMO) na každém z dalekohledů. Postaven v Edinburgh, Scotland podle UK Astronomy Technology Center , tyto nástroje s více objektů spektroskopie, dlouholetou štěrbinu spektroskopie , zobrazování a integrální pole spektroskopie v optické oblasti. Detektory v každém přístroji byly nedávno aktualizován s Hamamatsu Photonics zařízení, která výrazně zlepšit výkon v daleké červené části optického spektra (700-1,000 nm).

V blízké infračervené oblasti zobrazování a spektroskopie zajišťuje NIRI, NIF, GNIRS, plameňákovití-2, a nástroje GSAOI. Dostupnosti a podrobný popis těchto nástrojů je dokumentován na webu Gemini Observatory.

Jedním z nejvíce vzrušujících nových nástrojů v Blížencích je GPI je Gemini Planet Imager . GPI byla postavena konsorciem amerických a kanadských institucí ke splnění požadavků návrhu ExAOC Extreme Adaptive Optics Koronograf. GPI je extrémní adaptivní optika zobrazovací polarimetr / integrální pole spektrometr , který poskytuje údaje o difrakčně limitující mezi 0,9 a 2,4 um. GPI je schopen přímo na disk planet kolem sousedních hvězd, které jsou one-miliontý jasné jako jejich mateřské hvězdy.

Gemini také podporuje intenzivní návštěvník nástroj program. Přístroje lze podat buď dalekohledu na krátkou dobu a používají pro specifické pozorovacích programů přístrojem týmů. Na oplátku za přístup k Gemini nástroje jsou pak provedeny celé Gemini komunity k dispozici, takže mohou být použity pro jiné vědecké projekty. Nástroje, které využily tohoto programu patří diferenciální kropenaté nástroje Survey (DSSI), Phoenix v blízké infračervené oblasti ECHELLE spektrometr, a TEXES mid-infračerveného spektrometru. ESPaDOnS spektrograf umístěný v suterénu Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) je také používán jako „návštěvníků nástroj“, i když to nikdy přesune z CFHT. Přístroj je připojen k Gemini-sever přes 270 metrů dlouhé optické vlákno. Známý jako milosti, toto uspořádání zajišťuje velmi vysoké rozlišení optické spektroskopie na třídě dalekohledu 8 metrů.

Gemini stříbrný povlak a infračervené optimalizace umožní citlivé pozorování v polovině infračervené části spektra (5-27  um ). Historicky, střední infračervená pozorování byly získány za použití T-REC na Gemini South a Michelle na Gemini North. Oba nástroje mají zobrazovací a spektroskopické schopnosti, ale ani se v současné době používá v Gemini.

otázky rozvoje Instrumentation

V první fázi vývoje Gemini instrumentace se chod; řády uklouzl o několik let, a rozpočty někdy obsadil až o faktor dva. V roce 2003 proces nástroj-vývoj byl znovu analyzovány ve zprávě Aspen; například motivační program byl zaveden, kde se vývojáři přístrojové zaručena podstatné alokace času dalekohledu v případě, že vydal nástroj včas a ztratit ji jako nástroj má zpoždění.

Široké pole multi-object spektrograf dosaženo podstatného vědeckou podporu, ale by vyžadovalo zásadní změny v konstrukci dalekohledu - fakticky by to vyžadovalo jeden z dalekohledů, které mají být věnovány na tento nástroj. Projekt byl ukončen v roce 2009.

Vývoj druhé kolo přístrojové

V lednu 2012 Gemini Observatory začalo nové kolo vývoje instrumentace. Tento proces má protože vyústila ve vývoji s vysokým rozlišením optického spektrografu známý jako duch, které mají být uvedeny do provozu v roce 2018. Více nedávno, studie proveditelnosti proces Gemini Instrument (GIF) vedlo k obtěžování pro střední rozlišovací schopností, doširoka pás (350 nm až 2,5 um v jedné expozice) spektrografu. Návrhy byly přijaty a smlouva by měla být umístěna na začátku roku 2017, s rozvojem začít krátce poté.

Pozorování a komunitní podpora

Hlavním posláním observatoři Gemini je sloužit obecné astronomické komunity ve všech zúčastněných zemí; opravdu, observatoř poskytuje převážnou část všeobecného přístupu k velkým optických / infračervených dalekohledů pro mnoho účastníků, a představuje jediný veřejného přístupu 8 metrů class zařízení v USA Hvězdárna dosáhne až do své komunity prostřednictvím národních Gemini úřadů (NGO) americký úřad se nachází ve městě Tucson v observatoři National Optical Astronomy . Nevládní organizace poskytují obecnou podporu pro uživatele, od přípravy návrhu přes sběr dat, redukci a analýzu.

V kterémkoliv roce dva dalekohledy typicky poskytnuty údaje o více než 400 samostatných vědeckých projektů, více než dvě třetiny z nich jsou pod vedením amerických astronomů. Asi 50-70 procent z top-zařadil „Pásmo 1“ návrhů dosáhne 100 procent dokončení v daném roce. Pořadí 90 procent dostupného (jasno) času se používá pro vědu, zbytek byl přidělen k plánované údržby nebo ztratil nepředvídatelných technických závad.

Gemini v posledních letech vyvinuli nové inovativní způsoby pozorovacích. Patří mezi ně ‚velký a dlouhý‘ program na podporu žádosti o velké množství času dalekohledu a programu ‚Fast Turnaround‘ poskytovat rychlý přístup k dalekohledu. Tyto a další režimy byly schváleny Gemini představenstvem a prokazují populární s komunitou uživatelů. V roce 2015 bylo použito až 20 procent dostupného času dalekohledu pro velké a dlouhodobé programy, které z hlediska počtu hodin pozorování přitahovaly pětkrát větší poptávku uživatelů, než mohli být uspokojeni. Ve stejné době přibližně 10 procent času dalekohled byl přidělen k rychlé zhotovení programu, který ve druhé polovině roku 2015 byl nadměrně upsané o faktor 1,6. V roce 2015 zbývající US časová dotace na Gemini byla over-upsala o faktor asi 2, v souladu s předchozími roky.

Budoucí vyhlídky (dále 2017)

V roce 2010, americká National Research Council (NRC) provedla svou šestou průzkum mezidekádovou v astronomii a astrofyzice se Vám klíčové oblasti vědy otázky a nové iniciativy pro aktuální dekádu. Jelikož obě doporučení NRC a stávající programy by neměly být umístěny v následujících rozpočtových projekcí je National Science Foundation ‚s Division astronomických věd, a to prostřednictvím poradního výboru ředitelství pro matematické a fyzikální vědy (MPS), řídil portfolio komunitní bázi přezkoumat, aby při provádění doporučení, která by nejlépe reagovat na otázky desetileté průzkumu vědy. Výsledná zpráva, postupující astronomie v nadcházejícím desetiletí: Příležitosti a výzvy, byl propuštěn v srpnu 2012 a obsahovalo doporučení týkající se všech hlavních dalekohledů zařízeních financovaných NSF. Zpráva Portfolio Review výbor zařadil Gemini Observatory jako rozhodující součást budoucího astronomických výzkumných zdrojů USA 'a doporučila, aby USA udržet majoritní podíl v mezinárodním partnerství alespoň po dobu několika příštích let. Avšak vzhledem k tomu, že omezení, které byly považovány za Výbor doporučil, aby americký příspěvek k operacím Gemini být uzavřena v roce 2017 a dále.

NSF od té doby vypracování studie Národní rady pro výzkum s názvem „Strategie pro optimalizaci americký optických / infračervených systém v éře Large Synoptic Survey Telescope“. Tato zpráva také doporučení, aby NSF práce se svými partnery v Gemini aby zajistily, že Gemini-South je dobrou pozici pro slabé objektové spektroskopie brzy v éře Large Synoptic Survey Telescope (Lsst). Observatoř podpora pro rozvoj nové generace středně rozlišení spektrografu v průběhu příštích 5-6 let řeší toto doporučení přímo.

S podpisem nové mezinárodní dohody na konci roku 2015, podpora od pěti signatářů (USA, Kanada, Argentina, Brazílie a Chile) je zajištěna pro období 2016-2021. K dispozici je také velmi pravděpodobné, že současná omezená dlouhodobých partnerů, Austrálie a Koreje, budou pokračovat ve své vztahy s observatoře tímto způsobem, nebo se bude snažit, aby přechod k bytí plné účastníky před koncem stávající dohody.

viz též

Reference

externí odkazy