stringtranslate.com

Телескоп Грин-Бэнк

Телескоп Роберта К. Берда Грин Бэнк ( GBT ) в Грин Бэнк, Западная Вирджиния , США, является крупнейшим в мире полностью управляемым радиотелескопом , [1] превосходящим 100-метровый радиотелескоп Эффельсберга в Германии. [2] Площадка Грин Бэнк была частью Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) до 30 сентября 2016 года. С 1 октября 2016 года телескопом управляет независимая обсерватория Грин Бэнк . [3] Телескоп назван в честь покойного сенатора Роберта К. Берда , который представлял Западную Вирджинию и который протолкнул финансирование телескопа через Конгресс.

Телескоп Green Bank работает на длинах волн от метра до миллиметра. Его 100-метровая собирающая область, незаблокированная апертура и хорошая точность поверхности обеспечивают превосходную чувствительность во всем рабочем диапазоне телескопа 0,1–116 ГГц. GBT полностью управляем, и 85 процентов местного небесного полушария доступны. Он используется для астрономии около 6500 часов в год, причем 2000–3000 часов в год уходит на высокочастотную науку. Часть научной силы GBT заключается в его гибкости и простоте использования, что позволяет быстро реагировать на новые научные идеи. Он динамически планируется для соответствия потребностям проекта имеющейся погоде. GBT также легко перенастраивается с помощью нового и экспериментального оборудования. Высокочувствительная способность картирования GBT делает его важным дополнением к Atacama Large Millimeter Array , Expanded Very Large Array , Very Long Baseline Array и другим интерферометрам с высоким угловым разрешением. Возможности обсерватории Green Bank также используются для других научных исследований, для многих программ в области образования и связей с общественностью, а также для обучения студентов и преподавателей.

Телескоп начал регулярные научные операции в 2001 году, что сделало его одним из новейших астрономических объектов Национального научного фонда США (NSF). Он был построен после крушения предыдущего телескопа в Грин-Бэнке, 300-футового радиотелескопа , параболоида диаметром 90,44 м , который начал наблюдения в октябре 1961 года. [4] Этот предыдущий телескоп рухнул 15 ноября 1988 года из-за поломки косынки в сборке коробчатой ​​балки, которая была ключевым компонентом для структурной целостности телескопа. [5] [6]

Расположение

Радиотелескоп Роберта К. Берда Грин-Бэнк (GBT) имеет собирающую площадь 2,3 акра (0,93 га), которая фокусирует падающие на него радиоволны на чувствительные приемники в верхней части стрелы, прикрепленной сбоку.

Телескоп расположен недалеко от центра Национальной зоны радиомолчания США , уникальной области, расположенной в городе Грин-Бэнк, Западная Вирджиния, где власти ограничивают все радиопередачи, чтобы избежать излучений в сторону GBT и станции Шугар-Гроув . Расположение телескопа в Зоне радиомолчания позволяет обнаруживать слабые радиочастотные сигналы, которые в противном случае могли бы маскировать сигналы, созданные человеком. Обсерватория граничит с территорией Национального леса , а горы Аллегейни защищают ее от некоторых радиопомех.

С 1957 года на месте расположения телескопа располагались важные радиоастрономические телескопы. [7] В настоящее время там размещено еще семь телескопов, и, несмотря на свою удаленность, ежегодно сюда приезжают около 40 000 посетителей. [8]

Описание

Конструкция весит 7600 метрических тонн (8400 коротких тонн) и имеет высоту 485 футов (148 м). Площадь поверхности GBT представляет собой активную поверхность размером 100 на 110 метров с 2209 приводами (небольшими двигателями, используемыми для регулировки положения) для 2004 поверхностных панелей, что составляет общую площадь сбора 2,3 акра (9300 м 2 ). [9] [10] Панели изготовлены из алюминия , изготовленного с точностью поверхности лучше, чем 50 микрометров (0,0020 дюйма) RMS . [11] Приводы регулируют положение панелей, чтобы компенсировать провисание или изгиб под собственным весом, который изменяется при движении телескопа. Без этой так называемой регулировки «активной поверхности» наблюдения на частотах выше 4 ГГц не были бы столь эффективными. [12]

Необычно для радиотелескопа, что первичный рефлектор представляет собой внеосевой сегмент параболоида. Это та же конструкция, которая используется в меньших (например, 45-100 см) домашних спутниковых телевизионных антеннах. Асимметричный рефлектор позволяет расположить фокусную точку телескопа и облучатель сбоку от антенны, так что он и его выдвижная опорная стрела не препятствуют входящим радиоволнам, как это происходит в обычных конструкциях радиотелескопов с облучателем, расположенным на оси луча телескопа.

Смещенный 200-футовый (61 м) опорный рычаг вмещает приемник с основным фокусом на выдвижной стреле перед субрефлектором и приемной комнатой. [13] [14] Для работы с основным фокусом стрела выдвигается, чтобы расположить облучатель перед 8-метровым субрефлектором. Для работы с фокусом по Грегориану стрела с основным фокусом убирается. Субрефлектор, позиционируемый платформой Стюарта с 6 степенями свободы, отражает входящие радиоволны в направлении восьми высокочастотных облучателей на вращающейся башне, расположенной наверху приемной комнаты. Компьютеризированная управляемая башня может повернуть конкретный приемник в нужное положение в течение нескольких минут. [15] Диапазон рабочих частот составляет от 290 МГц до 115 ГГц. [12]

Как телескоп с азимутально-высотной установкой , азимутальные корректировки приводятся в действие четырьмя тележками с четырьмя колесами каждая на рельсе диаметром 210 футов (64 м). 16 двигателей мощностью по тридцать лошадиных сил могут изменять азимут со скоростью до 40 градусов в минуту. [16] Ось азимута также поддерживается штифтовым подшипником в центральной точке азимутальной дорожки. [14]

Конструкция подъемного колеса обеспечивает возможность наклона для регулировки высоты от 5 до 95 градусов. Радиус 98 футов (30 м) зубчатого колеса подъема приводится в движение восемью двигателями мощностью 40 лошадиных сил с возможностью изменения высоты до 20 градусов в минуту. Подъемный вал длиной 98 футов (30 м) и диаметром 8 футов (2,4 м) обеспечивает основную поддержку конструкции колеса. Подъемное колесо также содержит заполненный бетоном противовес для балансировки с поверхностью и конструкцией подающего рычага. [16] [17]

Из-за своей высоты (148 метров или 485 футов, она на 60% выше Статуи Свободы ) и массы (16 миллионов фунтов) местные жители иногда называют GBT «Огромным Сооружением». [22] [23]

Возможности телескопа включают систему ngRADAR, которая использует тарелку в качестве передающей антенны радара для наблюдения за объектами Солнечной системы, такими как астероиды. [24]

Открытия

Составное изображение спектральной линии наблюдения области звездообразования W51, показывающее распределение аммиака в этой области. Изображение телескопа из покадровой съемки ночи наблюдений

В 2002 году астрономы обнаружили три новых миллисекундных пульсара в шаровом скоплении Мессье 62. [ 25]

В 2006 году было объявлено о нескольких открытиях, включая большое магнитное поле в форме катушки в молекулярном облаке Ориона [26] и большой сверхпузырь водородного газа в 23 000 световых годах от нас, названный сверхпузырем Змееносца [27] [28]

В 2019 году была обнаружена самая массивная на сегодняшний день нейтронная звезда PSR J0740+6620 . [29] С 2004 года с помощью телескопа Грин-Бэнк в межзвездной среде было обнаружено 28 новых сложных молекул . [30]

Финансирование под угрозой

В ответ на ограниченные бюджетные проблемы Отдел астрономических наук (AST) Национального научного фонда (NSF) поручил комитету по рассмотрению портфолио, который проводил свою работу с сентября 2011 года по август 2012 года. [31] [32] [33] Комитет, который рассмотрел все поддерживаемые AST объекты и виды деятельности, состоял из 17 внешних ученых и возглавлялся Дэниелом Эйзенштейном из Гарвардского университета. [31] [32] [33] [34] В рамках рекомендации комитета от августа 2012 года о закрытии шести объектов было указано, что телескоп Роберта К. Берда Грин Бэнк (GBT) должен быть лишен финансирования в течение пятилетнего периода. [33] [34] [35]

В июле 2014 года Комитет по ассигнованиям Сената США утвердил бюджет NSF на 2014 финансовый год, который не предусматривал изъятия инвестиций из GBT в этом финансовом году. Затем учреждение начало искать партнеров для финансирования своих ежегодных операционных расходов в размере 10 миллионов долларов. [36]

1 октября 2016 года Национальная радиоастрономическая обсерватория в Грин-Бэнк отделилась от NSF и начала принимать финансирование из частных источников, чтобы продолжить свою деятельность в качестве независимого учреждения — обсерватории Грин-Бэнк . [37]

Отношение к прорыву Слушать

Телескоп является ключевым объектом проекта Breakthrough Listen [38] , в котором он используется для сканирования радиосигналов, возможно, излучаемых внеземными технологиями. В конце 2017 года телескоп использовался для сканирования ʻOumuamua на предмет признаков внеземного разума . [39] [40]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Беннингфилд, Дэймонд (июнь 2016 г.). «SETI получает обновление». Air & Space/Smithsonian . National Air and Space Museum . Получено 27 мая 2016 г.
  2. ^ «Радиотелескоп Эффельсберг».
  3. ^ «Структурные изменения NRAO: объявление о разделении обсерватории Грин-Бэнк и обсерватории с длинной базой, Associated Universities, Inc».
  4. ↑ Бернер Флегель, Луиза (14 апреля 2016 г.). «Национальная радиоастрономическая обсерватория». e-WV: Энциклопедия Западной Вирджинии . Получено 1 января 2020 г.
  5. ^ NRAO 300-футовый телескоп рухнул
  6. ^ "Объявлено решение по арбитражному делу о телескопе в Грин-Бэнке" (пресс-релиз). Национальная радиоастрономическая обсерватория. 12 февраля 2001 г. Bibcode : 2001nrao.pres....5. Получено 1 января 2020 г. ... работы должны были начаться 19 декабря 1990 г.... телескоп был принят подрядчиком 13 октября 2000 г., почти на шесть лет позже первоначальной даты поставки по контракту.
  7. ^ Локман, Ф. Дж.; Гиго, Ф. Д.; Балсер, Д. С., ред. (2007). Но это было весело: первые сорок лет радиоастрономии в Грин-Бэнке (PDF) . Грин-Бэнк, Западная Вирджиния: Национальная радиоастрономическая обсерватория . ISBN 978-0-97004-112-8. OCLC  144734774 . Получено 1 января 2020 г. .
  8. ^ "Факты о Грин-Бэнке". greenbankobservatory.org . Обсерватория Грин-Бэнка . 18 октября 2016 г. Получено 31 октября 2017 г.
  9. ^ "Robert C. Byrd Green Bank Telescope". www.gb.nrao.edu . Национальная радиоастрономическая обсерватория . 9 августа 2011 г. Архивировано из оригинала 9 августа 2011 г.
  10. ^ Фрайер, Дэвид. «Предложение для GBT». Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 1 ноября 2016 г.
  11. ^ Хантер, Тодд Р.; и др. (2011). «Голографические измерения и улучшение поверхности телескопа Грин-Бэнк». Публикации Астрономического общества Тихого океана . 123 (907): 1087–1099. arXiv : 1107.2081 . Bibcode : 2011PASP..123.1087H. doi : 10.1086/661950. S2CID  119180938.
  12. ^ ab "Руководство для проектировщиков телескопа Грин-Бэнк" (PDF) . Национальная радиоастрономическая обсерватория .
  13. ^ "GBT Geometry". Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 7 мая 2024 г.
  14. ^ abcdef "GBT Design". Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 7 мая 2024 г.
  15. ^ Джуэлл, Филип Р. (август 2002 г.). «Телескоп Грин-Бэнк» (PDF) . Генеральная ассамблея URSI 2002 г. Международный союз радионауки . Получено 6 мая 2024 г.
  16. ^ ab Lockmana, Felix J. The Green Bank Telescope: an Overview (PDF) (технический отчет). Национальная радиоастрономическая обсерватория. GBT Memo 192. Получено 6 мая 2024 г.
  17. ^ ab Reid, Robert L. (1 июля 2022 г.). «Инспекторы телескопов достигают звезд в Западной Вирджинии». Журнал Civil Engineering . Американское общество инженеров-строителей . Получено 6 мая 2024 г.
  18. ^ "Actuator Motors". Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 7 мая 2024 г.
  19. ^ "Гигант в клетке". Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 7 мая 2024 г.
  20. ^ ab Арментроут, Уилл (сентябрь 2021 г.). «Обзор телескопа Грин-Бэнк» (документ). Обсерватория Гринбэнк. стр. 9–11.
  21. ^ "Сварка на азимутальных тележках GBT". Национальная радиоастрономическая обсерватория . Получено 7 мая 2024 г.
  22. ↑ Джим Мерите, «Тишина! Последний из гигантских радиотелескопов слушает Вселенную», Wired (октябрь 2009 г.)
  23. ↑ Джон М. Томпсон, «Обсерватория Западной Вирджинии сканирует Вселенную в поисках радиосигналов», The Washington Post (19 ноября 2008 г.)
  24. ^ Льюис, Брайли, «Новый космический радар будет охотиться за астероидами, угрожающими планете», Scientific American , (21 февраля 2023 г.).
  25. ^ "Недавно введенный в эксплуатацию телескоп Green Bank доставил новые пульсары" (пресс-релиз). Национальная радиоастрономическая обсерватория . 2002-01-04.
  26. ^ Телескоп Грин-Бэнк делает крупные открытия в космосе: самый быстрый пульсар, сверхпузырь водорода Slinky magnetics ID, The Charleston Gazette , 2006-01-17
  27. ^ Пидопригора, Юрий; Локман, Феликс Дж; Шилдс, Джозеф С. (2007). «Сверхпузырь Змееносца: гигантское извержение внутреннего диска Млечного Пути». Астрофизический журнал . 656 (2): 928–942. arXiv : astro-ph/0610894 . Бибкод : 2007ApJ...656..928P. дои : 10.1086/510521. S2CID  14594723.
  28. ^ "Огромный 'суперпузырь' газа, вырывающийся из Млечного Пути". PhysOrg.com . 2006-01-13 . Получено 2008-07-04 .
  29. ↑ Обсерватория Грин-Бэнк (16 сентября 2019 г.). «Самая массивная нейтронная звезда из когда-либо обнаруженных, почти слишком массивная, чтобы существовать». ScienceDaily . Получено 26 сентября 2019 г.
  30. ^ МакГвайр, Бретт А. (2022-03-14). «Перепись межзвездных, околозвездных, внегалактических, протопланетных дисковых и экзопланетных молекул 2021 года». Серия приложений к астрофизическому журналу . 259 (2): 30. arXiv : 2109.13848 . Bibcode : 2022ApJS..259...30M. doi : 10.3847/1538-4365/ac2a48 . ISSN  0067-0049. S2CID  247448619.
  31. ^ ab "AST Portfolio Review". www.nsf.gov . Получено 13 марта 2020 г. .
  32. ^ ab "AST Portfolio Review Webinar" (PDF) . www.nsf.gov . 23 октября 2012 г. . Получено 13 марта 2020 г. .
  33. ^ abc Bhattacharjee, Yudhijit (17 августа 2012 г.). "Major US Telescopes Face Funding Ax". Наука . ISSN  1095-9203. OCLC  716906842 . Получено 13 марта 2020 г. .
  34. ^ ab Lavender, Gemma (22 августа 2012 г.). «Телескопы США столкнулись с закрытием». Physics World . Бристоль, Англия: IOP Publishing . ISSN  2058-7058. OCLC  37217498. Получено 13 марта 2020 г.
  35. ↑ Hand, Eric (21 августа 2012 г.). «Телескопы США столкнулись с сокращением расходов агентств». Nature . 488 (7412) (опубликовано 23 августа 2012 г.): 440. Bibcode :2012Natur.488..440H. doi : 10.1038/488440a . PMID  22914143.
  36. ^ Бамгарднер, Брайан (4 сентября 2013 г.). «Слишком большой, чтобы обанкротиться? Неопределенное будущее телескопа Грин-Бэнк». Scientific American . Springer Nature . ISSN  0036-8733 . Получено 1 января 2020 г. .
  37. ^ Скоулз, Сара (7 октября 2016 г.). «Что происходит, когда космическая обсерватория выходит из-под контроля». Wired . Condé Nast . ISSN  1078-3148. OCLC  24479723 . Получено 1 января 2020 г. .
  38. ^ Чжан, Сара. «Российский магнат тратит 100 миллионов долларов на охоту за инопланетянами». Wired .
  39. ^ «Оумуамуа, вероятно, не космический корабль, но у него могут быть пассажиры». WIRED . Получено 01.01.2018 .
  40. ^ Энрикес, Э.; Семен, А.; Лацио, Дж.; Лебофски, М.; МакМахон, Д.; Парк, Р.; Крофт, С.; ДеБоер, Д.; Гизани, Н.; Гаджар, В.; Хеллбург, Г.; Исааксон, Х.; Прайс, Д. (2018). «Прорывные наблюдения за прослушиванием 1I / Оумуамуа с ББТ». Исследовательские заметки Американского астрономического общества . 2 (1). arXiv : 1801.02814 . Бибкод : 2018RNAAS...2....9E. дои : 10.3847/2515-5172/aaa6c9 . S2CID  119435272.

Внешние ссылки