VISTA (dalekohled) - VISTA (telescope)

PRŮHLED
VISTA ve společnosti Paranal Eso0704b.tif
VISTA (kredit: ESO )
Alternativní názvy Viditelný a infračervený průzkumný dalekohled pro astronomii Upravte to na Wikidata
Část Hvězdárna Paranal Upravte to na Wikidata
Umístění Poušť Atacama
Souřadnice 24 ° 36'57 "S 70 ° 23'51" W / 24,615833333333 ° S 70,3975 ° W / -24,615833333333; -70,3975 Souřadnice: 24 ° 36'57 "S 70 ° 23'51" W / 24,615833333333 ° S 70,3975 ° W / -24,615833333333; -70,3975 Upravte to na Wikidata
Organizace Evropská jižní observatoř Upravte to na Wikidata
Nadmořská výška 2,518 m (8,261 ft) Upravte to na Wikidata
Vlnová délka 0,85 μm (350 THz) –2,3 μm (130 THz)
Postavený 2000–2009 ( 2000–2009 ) Upravte to na Wikidata
První světlo 1. prosince 2009 Upravte to na Wikidata
Styl dalekohledu optický dalekohled
Ritchey – Chrétien dalekohled Upravte to na Wikidata
Průměr 4,1 m (13 ft 5 v) Upravte to na Wikidata
Sekundární průměr 1,24 m (4 ft 1 v) Upravte to na Wikidata
Úhlové rozlišení 0,34 úhlové sekundy Upravte to na Wikidata
Ohnisková vzdálenost 12,1 m (39 ft 8 v) Upravte to na Wikidata
Montáž Altazimuth mount Upravte to na Wikidata Upravte to na Wikidata
webová stránka www .vista .ac .uk Upravte to na Wikidata
VISTA (dalekohled) se nachází v Chile
VISTA (dalekohled)
Umístění VISTA
Commons stránka Související média na Wikimedia Commons

VISTA ( Visible a Infrared Survey Telescope for Astronomy ) je široké pole zrcadlovým dalekohledem s 4,1 metru zrcadla, který se nachází na observatoři Paranal v Chile . Provozuje ji Evropská jižní observatoř a vědecké operace zahájila v prosinci 2009. VISTA byla koncipována a vyvinuta konsorciem univerzit ve Velké Británii pod vedením Queen Mary University v Londýně a stala se věcným příspěvkem pro ESO jako součást Dohoda o přistoupení Spojeného království s předplatným uhrazeným Britskou radou pro vědecká a technologická zařízení (STFC).

VISTA je průzkumný dalekohled pracující na infračervených vlnových délkách a je zdaleka největším dalekohledem na světě věnovaným průzkumu oblohy na blízkých infračervených vlnových délkách. Dalekohled má pouze jeden přístroj: VIRCAM, kameru Vista InfraRed CAMera. Jedná se o 3tunovou kameru obsahující 16 speciálních detektorů citlivých na infračervené světlo s celkovým počtem 67 milionů pixelů.

Nástroj druhé generace tzv 4MOST , 2400-objekt vláken přivádí více Object spektrograf , je ve vývoji pro montáž kolem 2022.

Pozorování na vlnových délkách delších než ty, které jsou viditelné lidským okem, umožňuje VISTA studovat objekty, které je ve viditelném světle téměř nemožné vidět, protože jsou chladné, zastíněné mračny prachu nebo proto, že jejich světlo bylo rozpínáním prostoru nataženo na červenější vlnové délky. během dlouhé cesty světla z raného vesmíru.

Projekt

VISTA provádí průzkumy jižní oblohy na blízkých infračervených vlnových délkách. Takové průzkumy by měly vracet přímé vědecké výsledky a pomáhat vybírat objekty pro další studie s většími dalekohledy. Existují dva související projekty: Wide Field Camera (WFCAM) ​​na britském infračerveném dalekohledu na Havaji provádí infračervené průzkumy severní oblohy a dalekohled VLT Survey Telescope v Chile provádí průzkumy jižní oblohy ve viditelném světle.

Brzy ráno snímek ukazuje VISTU před vrcholem Paranal .
VISTA v noci (kredit: ESO ).
VISTA vystavuje vysokorychlostní dovádění mladých hvězd v mlhovině Orion
Jeden z prvních uvolněných snímků pořízených dalekohledem VISTA zobrazujícím mlhovinu Plamen a sousední mlhovinu Koňská hlava
Kupa galaxií Fornax, jak ji vidí VISTA
VISTA hledí do Modré laguny

Projekt byl zahájen v roce 1999 konsorciem VISTA 18 univerzit ve Velké Británii, které získalo financování ze společného fondu infrastruktury vlády Spojeného království a další financování z Rady pro výzkum částicové fyziky a astronomie . Hodnota projektu je 46 milionů EUR (36 milionů GBP).

Po zvážení několika místech v Chile , konsorcium vybral Paranalu z Evropské jižní observatoře (ESO), a to sekundární vrchol 1500 m od VLT (VLT). Konsorcium vybralo UK Astronomy Technology Center, aby převzalo technickou odpovědnost za design a konstrukci dalekohledu. O dva roky později - v roce 2002 - se Spojené království připojilo k ESO a VISTA se stala věcnou součástí vstupního poplatku. Konsorcium poté dokončilo konstrukci a uvedení teleskopu do provozu a Rada pro vědecká a technologická zařízení jménem Velké Británie předala dalekohled ESO ve prospěch astronomů ve všech svých členských zemích.

Průzkumy VISTA

Vědecké cíle průzkumů VISTA, které byly zahájeny v roce 2010, zahrnují mnoho z nejzajímavějších problémů astrofyziky současnosti, od povahy temné energie až po hrozbu blízkých planetek.

VISTA provádí šest velkých veřejných průzkumů: UltraVISTA, VISTA Kilo-Degree Infrared Galaxy Survey (VIKING), VISTA Magellanic Survey (VMC), VISTA Variables in the Via Lactea (VVV), VISTA Hemisphere Survey (VHS), VISTA Deep Extragalaktický průzkum (VIDEO). Ty zaberou většinu pozorovacího času v prvních pěti letech provozu dalekohledu. Průzkumy pokrývají různé oblasti oblohy v různých hloubkách a napadají širokou škálu vědeckých otázek. Více informací o každém z průzkumů VISTA najdete na webových stránkách ESO - Průzkumy VISTA a na webových stránkách ESO - Projekty veřejných průzkumů .

Věda s VISTOU

Protože VISTA je velký dalekohled, který má také velké zorné pole, dokáže jak detekovat slabé zdroje, tak rychle pokrýt i široké oblasti oblohy. Každý snímek VISTA zachycuje část oblohy pokrývající zhruba desetinásobek plochy úplňku a bude schopen detekovat a katalogizovat objekty na celé jižní obloze s citlivostí, která je čtyřicetkrát vyšší než citlivost dosažená předchozími průzkumy infračervené oblohy, jako je jako vysoce úspěšný průzkum všech obloh Two Micron. Tento skok v pozorovací síle - srovnatelný s krokem citlivosti pouhým okem na první dalekohled Galileo - odhalí obrovské množství nových objektů a umožní vytvoření mnohem úplnějších soupisů vzácných a exotických předmětů na jižní obloze.

Pozorování VISTA podpoří výzkum v mnoha astronomických oblastech. V naší galaxii se očekává, že VISTA najde mnoho nových hnědých trpasličích hvězd a bude schopna testovat představy o povaze temné hmoty. Jeden průzkum VISTA je navržen tak, aby našel a studoval obrovské množství proměnných hvězd v naší galaxii pořizováním snímků stejných oblastí oblohy v různých časech. Pomocí dat VISTA budou astronomové schopni mapovat strukturu naší galaxie mnohem podrobněji než kdykoli předtím. Další průzkum VISTA bude studovat naše sousední malé galaxie, Magellanova mračna a jejich okolí. Data VISTA budou také použita k vytvoření 3D mapy asi 5% celého pozorovatelného vesmíru. Dále bude VISTA mocným nástrojem pro objevování vzdálených kvasarů a studium vývoje galaxií a shluků galaxií. Pomůže to prozkoumat povahu temné energie nalezením velmi vzdálených kup galaxií. Infračervená měření z astronomického průzkumu VVV byla použita k posílení žebříčku kosmických vzdáleností , a to poskytnutím spolehlivých vzdáleností hvězdokupám a proměnným hvězdám Cepheid .

Výběr obrázků VISTA

První uvolněný snímek (vlevo) ukazuje Mlhovinu Plamen (NGC 2024), velkolepý hvězdotvorný oblak plynu a prachu ve známé souhvězdí Oriona (Lovec) a jeho okolí. Ve viditelném světle je jádro objektu skryto za hustými oblaky prachu, ale snímek VISTA, pořízený na infračervených vlnových délkách, může proniknout do temnoty a odhalit shluk horkých mladých hvězd ukrytých uvnitř. Široké zorné pole kamery VISTA také zachycuje záře NGC 2023 a strašidelnou podobu slavné mlhoviny Koňská hlava.

Mezi další ohromující snímky mlhovin patří pohledy VISTA na mlhovinu Orion a mlhovinu Laguna . Obrázek vpravo je širokoúhlý pohled na mlhovinu Orion (Messier 42), ležící asi 1350 světelných let od Země, pořízený infračerveným průzkumným dalekohledem VISTA na observatoři Paranal v Chile v Chile. Obrovské zorné pole dalekohledu umožňuje zobrazení celé mlhoviny a jejího okolí na jediném snímku a jeho infračervené vidění také znamená, že může nahlédnout hluboko do normálně skrytých prašných oblastí a odhalit kuriózní dovádění velmi aktivních mladých hvězd tam pohřbených . Vlevo je obrázek „Modré laguny“ (pod obrázkem mlhoviny Plamen) - jedná se o infračervený snímek pořízený v rámci průzkumu VVV. Ukazuje hvězdnou školku nazvanou Mlhovina Laguna (známá také jako Messier 8), která leží asi 4000–5000 světelných let daleko v souhvězdí Střelce (Archer).

Třítunová infračervená kamera VISTA visí ve vzduchu před dalekohledem.
Tento obrázek ukazuje, jak je zkombinováno šest různých „tlapových“ expozic, aby se vytvořila jedna „dlaždice“.
4,1 m hlavní zrcadlo VISTA prochází optickým testováním.

VISTA může také zírat daleko za naši galaxii. V příkladu vlevo (pod obrazem mlhoviny Orion) pořídil dalekohled rodinnou fotografii kupy galaxií v souhvězdí Fornax (Chemická pec). Široké pole umožňuje zachytit mnoho galaxií na jednom snímku, včetně nápadné spirály s příčkou NGC 1365 a velké eliptické galaxie NGC 1399. Obraz byl sestaven ze snímků pořízených pomocí filtrů Z, J a Ks v blízké infračervené části spektrum a zachytil mnoho členů klastru na jednom snímku. Vpravo dole je elegantní spirální galaxie s příčkou NGC 1365 a vlevo velká eliptická NGC 1399 obklopená rojem slabých kulových hvězdokup. Obraz je v rozsahu asi 1 stupně o 1,5 stupně a celková doba expozice byla 25 minut.

Technické údaje

Design dalekohledu

Uvnitř jeho krytu (kredit: ESO )

Cíl opakovaně zobrazovat velké oblasti oblohy při rozlišení s omezeným viděním vedl k jedinečnému optickému designu. Primární zrcadlo je konkávní hyperboloid s průměrem 4,1 ma ohniskovým poměrem asi f / 1 . Zrcadlo má tvar menisku o tloušťce 17 cm s centrálním otvorem o délce 1,2 m pro umístění kamery na zaostření Cassegrain . To byl odlit z Zerodur od Schott v Německu a následně leštěné a přišel by LZOS, Moskva . Je to největší zrcadlo tohoto tvaru a tak krátkého ohniskového poměru; leštění trvalo 2 roky, což bylo déle, než se očekávalo. Zrcadlo je podepřeno řadou akčních členů (81 na zadní straně a 24 kolem okraje), které umožňují ovládat jeho tvar pomocí počítačů.

Sekundární zrcadlo je konvexní hyperboloid o průměru 1,24 m. Kombinace dvou hyperbolických zrcadel z něj činí kvazi -Ritchey-Chrétien design. Kombinovaný ohniskový poměr je přibližně f / 3, ale kvalita obrazu samotných dvou zrcadel by byla špatná. Sekundární zrcadlo je namontováno na šestihranné podpěře, takže jeho poloha, špička a náklon jsou také řízeny počítačem.

Infračervená kamera byla postavena konsorciem složeným z Rutherford Appleton Laboratory , UK Astronomy Technology Center a Durham University a je největší na světě s téměř třemi tunami. Dalekohled a kamera tvoří jeden optický design, protože tři čočky pro korekci pole ve fotoaparátu jsou nezbytné pro projekci zaostřeného obrazu oblohy na detektory.

U infračervené kamery je také důležité blokovat tepelné záření z dalekohledu a kopule. Toho je dosaženo sledem ochlazených přepážek před čočkami korektoru pole. Sekundární zrcadlo je také poddimenzované, aby se zabránilo tomu, že by detektory hran sledovaly teplou strukturu mimo okraj primární části; to znamená, že clona viditelná jakýmkoli bodem v obrazové rovině je 3,7 m. Tato konstrukce vyžaduje, aby vakuový kryostat kamery - který chladí detektory i přepážky - byl dlouhý více než 2 m s předním oknem o průměru 95 cm. Filtrační kolečko těsně před detektory umožňuje výběr konkrétního rozsahu infračervených vlnových délek.

Na ploše odpovídající průměru 1,65 ° na obloze má obrazová rovina 16 polí infračervených detektorů, každé pole s 2048x2048 pixely o velikosti 20 μm, což odpovídá průměrně 0,34 "na obloze. Ohnisková vzdálenost 12,1 m kombinuje s přepážka s clonou 3,7 m na ohniskový poměr 3,26. Pole jsou oddělena o 90% své šířky v jednom směru a o necelých 50% o šířku v opačném směru. Jediná expozice proto odpovídá nepravidelnému tisku tlapky „na obloze. Aby se vyplnily mezery a získal konvenční obraz, musí být alespoň šest posunutých otisků tlap spojeno do„ dlaždice “, která pak má 1,5 ° x 1,0 °. Rovina obrazu kamery má také detektory čelní vlny slouží k ovládání tvaru primárního zrcadla a polohy a sklonu / náklonu sekundárního zrcadla ( aktivní optika ) .To kompenzuje ohyb a zajišťuje zaostřený obraz ve všech nadmořských výškách .

Vrchol kopce, kde se nachází VISTA, byl zploštěn, aby postavil budovu ohrady a pomocnou budovu. Pomocná budova zahrnuje zařízení na mytí, stripování a potahování primárního zrcadla. Povlak může být z hliníku nebo obvykle z chráněného stříbra pro lepší infračervený výkon. Pevná základna skříně podporuje rotující ocelovou kopuli. Dva posuvné dveře tvoří kopuli. Pro zvýšení ventilace lze otevřít další kopulovité panely a pro uzavření částí štěrbiny lze nasadit větrný štít. Během dne je kupole udržována na noční teplotě.

Provoz a tok dat

Gigapixelová mozaika VISTA centrálních částí Mléčné dráhy .

Po dokončení byl dalekohled předán společnosti ESO, která vybrala šest veřejných průzkumů pro VISTA a zabrala 75% dostupného času na pozorování. Vlastní průzkumy, které by zabraly zbývající čas, jsou navrhovány ESO, které naplánuje schválené návrhy na pozorování. Pozorování provádějí operátoři na observatoři Paranal , vzdáleně od řídicí budovy VLT .

Kombinace velkého pole detektorů a krátkých a častých expozic nezbytných pro infračervené vlnové délky vede k vysoké datové rychlosti 200–300 GB za noc. Pro každodenní kontrolu kvality bude použita redukce s krátkým pohledem na observatoři Paranal, ale hlavním tokem dat je přenos surových dat do centrály ESO v Garchingu poblíž Mnichova v Německu za účelem příjmu do datového archivu. Uživatelé mohou extrahovat otisky tlap (viz výše) a předat je kalibračním potrubím, aby odstranili instrumentální artefakty a kalibrovali astrometrii a fotometrii. Archivní data budou rovněž zkopírována do systému VISTA Data Flow System ve Velké Británii, kde budou otisky tlap spojeny do dlaždic (viz výše) a z nich budou připraveny zdrojové katalogy.

Viz také

Poznámky a odkazy

Další čtení

externí odkazy