Радиотелескоп ASKAP — это массив радиотелескопов, расположенный в Иньярриманха Илгари Бундара, радиоастрономической обсерватории Мерчисона CSIRO в регионе Среднего Запада Западной Австралии .
Объект начинался как демонстратор технологий для международной антенной решетки Square Kilometre Array (SKA), международного радиотелескопа, который будет больше и чувствительнее. [1] Площадка ASKAP была выбрана в качестве одного из двух центральных мест расположения SKA. [2]
Он управляется Содружеством научных и промышленных исследований (CSIRO) и является частью Австралийского национального телескопа . [3] Строительство началось в конце 2009 года, а первый свет появился в октябре 2012 года. [4] [5]
ASKAP состоит из 36 идентичных параболических антенн , каждая диаметром 12 м (39 футов), работающих вместе как единый астрономический интерферометр с общей площадью сбора около 4000 м 2 (43 000 кв. футов). Каждая антенна оснащена фазированной антенной решеткой (PAF), что значительно увеличивает поле зрения . Такая конструкция обеспечивает как высокую скорость съемки, так и высокую чувствительность.
Разработка и строительство ASKAP проводились под руководством CSIRO Space and Astronomy в сотрудничестве с учеными и инженерами из Нидерландов, Канады и США, а также коллегами из австралийских университетов и промышленными партнерами из Китая. [4]
Строительство и монтаж антенн были завершены в июне 2012 года. [6]
ASKAP был разработан как синоптический телескоп с широким полем зрения , большой спектральной полосой пропускания , высокой скоростью обзора и большим количеством одновременных базовых линий . [7] Наибольшей технической проблемой была разработка и создание фазированных антенных решеток, которые ранее не использовались в радиоастрономии и, таким образом, представляли собой множество новых технических проблем, а также самую большую скорость передачи данных, когда-либо встречавшуюся в радиотелескопе.
ASKAP расположен в округе Мерчисон в Западной Австралии, регионе, который является чрезвычайно «радиотишным» из-за низкой плотности населения и, как следствие, отсутствия радиопомех (создаваемых деятельностью человека), которые в противном случае мешали бы слабым астрономическим сигналам . [8] Радиотихое место признано природным ресурсом и охраняется Австралийским Содружеством и правительством штата Западная Австралия посредством ряда нормативных мер.
Данные из ASKAP передаются из обсерватории на суперкомпьютер (действующий как радиокоррелятор ) в исследовательском центре суперкомпьютеров Pawsey в Перте . [9] Данные обрабатываются в режиме, близком к реальному времени, конвейерным процессором, работающим под управлением специально разработанного программного обеспечения. [10] Все данные становятся общедоступными после проверки качества десятью исследовательскими научными группами ASKAP.
В течение первых пяти лет полноценной работы ASKAP не менее 75% времени наблюдений будет использовано для крупных проектов по исследованию космического пространства [11]. ASKAP предназначен для изучения следующих тем: [12]
Десять исследовательских научных проектов ASKAP были выбраны для реализации в течение первых пяти лет работы. [13] Это:
Строительство АСКАП началось в 2009 году.
После того, как шесть антенн были завершены и оснащены фазированными антенными решетками и внутренней электроникой, решетка была названа Boolardy Engineering Test Array (BETA). [23] BETA работала с марта 2014 года по февраль 2016 года. Это был первый радиотелескоп с синтезированной апертурой, использовавший технологию фазированной антенной решетки, что позволило сформировать до девяти лучей с двойной поляризацией. С помощью BETA была проведена серия астрономических наблюдений для проверки работы фазированной антенной решетки и для помощи в вводе в эксплуатацию и эксплуатации окончательного телескопа ASKAP. [ необходима цитата ]
Первые прототипы фазированных антенных решеток (PAF) доказали, что концепция работает, но их производительность не была оптимальной. В 2013–2014 годах, пока массив BETA был в эксплуатации, значительные разделы ASKAP были переработаны для улучшения производительности в процессе, известном как усовершенствование конструкции ASKAP (ADE). Основные изменения были следующими: [ необходима цитата ]
Хотя ADE задержала завершение ASKAP, это было сочтено оправданным, поскольку полученная система имела лучшую производительность, была более дешевой и более надежной. Первый ADE PAF был установлен в августе 2014 года. К апрелю 2016 года было установлено девять ADE PAF вместе с новым коррелятором ADE, и в течение следующих нескольких лет на оставшихся антеннах постепенно устанавливалось больше PAF. [ необходима цитата ]
С 2015 по 2019 год серия ранних научных проектов ASKAP [24] наблюдалась от имени астрономического сообщества во всех областях астрофизики с основными целями демонстрации возможностей ASKAP, предоставления данных астрономическому сообществу для содействия разработке методов и оценки производительности и характеристик системы. Ранняя научная программа привела к нескольким научным статьям, опубликованным в рецензируемых журналах, а также помогла ввести инструмент в эксплуатацию и руководила планированием основных проектов обследования.
Каждому из десяти проектов Science Survey было предложено представить предложение о пилотном обследовании для проверки стратегий наблюдения. Эти пилотные наблюдения проводились в 2019-2020 годах и привели к значительным астрофизическим результатам, включая открытие Odd Radio Circles .
С 2019 по 2020 год ASKAP провел быстрый обзор всего неба до склонения +40°, чтобы предоставить неглубокую модель радионеба для помощи в калибровке последующих глубоких обзоров ASKAP, а также предоставить ценный ресурс для астрономов. С типичной среднеквадратичной чувствительностью 0,2-0,4 мЯн/луч и типичным пространственным разрешением 15-25 угловых секунд, RACS значительно глубже и имеет более высокое разрешение, чем сопоставимые радиообзоры, такие как NVSS и SUMMS . Все полученные данные будут размещены в открытом доступе.
В ходе исследования за 300 часов было нанесено на карту три миллиона галактик, миллион из которых являются новыми. [25] [26]
Ожидается, что десять проектов Science Survey начнут наблюдения в 2022 году, хотя до этой даты возможны некоторые корректировки и перераспределение проектов.
В мае 2020 года астрономы объявили об измерении межгалактической среды с использованием шести быстрых радиовсплесков, наблюдаемых с помощью ASKAP; их результаты подтверждают существующие измерения проблемы пропавших барионов . [27] [28]
Нечетные радиокруги (ORC) — возможный «новый класс астрономических объектов», обнаруженный в ASKAP. [29]
