Европейская организация астрономических исследований в Южном полушарии [ 2] , обычно называемая Европейской южной обсерваторией ( ESO ), является межправительственной исследовательской организацией, состоящей из 16 государств-членов, занимающихся наземной астрономией . Созданная в 1962 году, ESO предоставила астрономам самые современные исследовательские возможности и доступ к южному небу. В организации работает более 750 сотрудников, а ежегодные взносы государств-членов составляют около 162 миллионов евро. [3] Ее обсерватории расположены на севере Чили .
ESO построила и эксплуатирует некоторые из крупнейших и наиболее технологически продвинутых телескопов . К ним относятся 3,6-метровый телескоп New Technology Telescope , один из первых пионеров в использовании активной оптики , и Very Large Telescope (VLT), состоящий из четырех отдельных 8,2-метровых телескопов и четырех вспомогательных телескопов меньшего размера, которые могут работать как вместе, так и по отдельности. Atacama Large Millimeter Array наблюдает за Вселенной в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн и является крупнейшим в мире наземным астрономическим проектом на сегодняшний день. Он был завершен в марте 2013 года в рамках международного сотрудничества Европы (представленной ESO), Северной Америки, Восточной Азии и Чили. [4] [5]
В настоящее время ведется строительство Чрезвычайно Большого Телескопа . Он будет использовать сегментированное зеркало диаметром 39,3 метра и станет крупнейшим в мире оптическим рефлекторным телескопом, когда будет введен в эксплуатацию к концу этого десятилетия. Его светосборная мощность позволит проводить детальные исследования планет вокруг других звезд, первых объектов во Вселенной, сверхмассивных черных дыр , а также природы и распределения темной материи и темной энергии , которые доминируют во Вселенной.
Наблюдательные объекты ESO совершили астрономические открытия и создали несколько астрономических каталогов . [6] Его открытия включают открытие самого далекого гамма-всплеска и доказательство наличия черной дыры в центре Млечного Пути . [7] [8] В 2004 году VLT позволил астрономам получить первую фотографию экзопланеты ( 2M1207b ) , вращающейся вокруг коричневого карлика на расстоянии 173 световых лет. [9] Инструмент High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher ( HARPS ), установленный на старом 3,6-метровом телескопе ESO, привел к открытию экзопланет, включая Gliese 581c — одну из самых маленьких планет, наблюдаемых за пределами Солнечной системы . [10]
Идея о том, что европейские астрономы должны основать общую большую обсерваторию, была выдвинута Вальтером Бааде и Яном Оортом в Лейденской обсерватории в Нидерландах весной 1953 года. [11] Она была продолжена Оортом, который собрал группу астрономов в Лейдене, чтобы рассмотреть ее 21 июня того же года. Сразу после этого тема была дополнительно обсуждена на конференции в Гронингене в Нидерландах. 26 января 1954 года астрономы из шести европейских стран подписали декларацию ESO, в которой выразили желание, чтобы совместная европейская обсерватория была создана в южном полушарии. [12]
В то время все рефлекторные телескопы с апертурой 2 метра и более располагались в северном полушарии. Решение о строительстве обсерватории в южном полушарии было принято из-за необходимости наблюдения за южным небом; некоторые объекты исследования (такие как центральные части Млечного Пути и Магеллановы Облака ) были доступны только из южного полушария. [13]
Первоначально планировалось установить телескопы в Южной Африке, где располагались несколько европейских обсерваторий ( обсерватория Бойдена ), но испытания с 1955 по 1962 год показали, что место в Андах было предпочтительнее: Когда Юрген Сток (астроном) с энтузиазмом сообщил о своих наблюдениях из Чили , Отто Хекманн решил оставить южноафриканский проект на паузе. ESO — в то время собиравшаяся подписать контракты с Южной Африкой — решила основать свою обсерваторию в Чили. [15] Конвенция ESO была подписана 5 октября 1962 года Бельгией, Германией, Францией, Нидерландами и Швецией. Отто Хекманн был назначен первым генеральным директором организации 1 ноября 1962 года. 15 ноября 1963 года Чили была выбрана местом для обсерватории ESO. [16]
Предварительное предложение о конвенции астрономических организаций в этих пяти странах было составлено в 1954 году. Хотя в первоначальный документ были внесены некоторые поправки, конвенция продвигалась медленно до 1960 года, когда она обсуждалась на заседании комитета того года. Новый проект был подробно изучен, и член совета ЦЕРН (Европейской организации по ядерным исследованиям) подчеркнул необходимость конвенции между правительствами (в дополнение к организациям). [17] Конвенция и участие правительств стали насущными из-за быстро растущих расходов на экспедиции по испытаниям на местах. Окончательная версия 1962 года была в значительной степени заимствована из конвенции ЦЕРН из-за сходства между организациями и двойного членства некоторых членов. [18]
В 1966 году начал работу первый телескоп ESO на площадке Ла Силья в Чили. [12] Поскольку CERN (как и ESO) имел сложную аппаратуру, астрономическая организация часто обращалась за советом к ядерному исследовательскому органу, и в 1970 году было подписано соглашение о сотрудничестве между ESO и CERN. Несколько месяцев спустя телескопное подразделение ESO переехало в здание CERN в Женеве , а лаборатория Sky Atlas ESO была основана на территории CERN. [19] Европейские отделы ESO переехали в новую штаб-квартиру ESO в Гархинге (недалеко от Мюнхена ), Германия, в 1980 году.
Хотя штаб-квартира ESO находится в Германии, ее телескопы и обсерватории находятся на севере Чили , где организация эксплуатирует передовые наземные астрономические объекты:
Это одни из лучших мест для астрономических наблюдений в южном полушарии. [21] Проект ESO — Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT), 40-метровый телескоп, основанный на пятизеркальной конструкции и ранее запланированном Overwhelmingly Large Telescope . ELT станет крупнейшим в мире видимым и ближним инфракрасным телескопом. ESO начала проектирование в начале 2006 года и планировала начать строительство в 2012 году. [22] Строительные работы на площадке ELT начались в июне 2014 года. [23] Согласно решению совета ESO от 26 апреля 2010 года, четвертая площадка ( Серро Армазонес ) должна стать домом для ELT. [24] [25] [26]
Каждый год поступает около 2000 запросов на использование телескопов ESO, на четыре-шесть раз больше ночей, чем доступно. Наблюдения, сделанные с помощью этих инструментов, появляются в ряде рецензируемых публикаций ежегодно; в 2017 году было опубликовано более 1000 рецензируемых статей, основанных на данных ESO. [27]
Телескопы ESO генерируют большие объемы данных с высокой скоростью, которые хранятся в постоянном архивном хранилище в штаб-квартире ESO. Архив содержит более 1,5 миллионов изображений (или спектров) общим объемом около 65 терабайт (65 000 000 000 000 байт) данных.
Ла-Силья, расположенная в южной части пустыни Атакама в 600 километрах (370 миль) к северу от Сантьяго-де-Чили на высоте 2400 метров (7900 футов), является местом первоначального места наблюдений ESO. Как и другие обсерватории в этом районе, Ла-Силья находится вдали от источников светового загрязнения и имеет одно из самых темных ночных небес на Земле. [33] В Ла-Силья ESO использует три телескопа: 3,6-метровый телескоп, New Technology Telescope (NTT) и 2,2-метровый телескоп Max-Planck-ESO.
В обсерватории размещаются гостевые инструменты, которые прикрепляются к телескопу на время наблюдательного цикла, а затем снимаются. В Ла-Силья также размещаются национальные телескопы, такие как 1,2-метровый швейцарский и 1,5-метровый датский телескопы.
Около 300 рецензируемых публикаций ежегодно приписываются работе обсерватории. Открытия, сделанные с помощью телескопов Ла Силья, включают обнаружение спектрографом HARPS планет, вращающихся в планетной системе Gliese 581 , которая содержит первую известную каменистую планету в обитаемой зоне за пределами солнечной системы. [34] [35] Несколько телескопов в Ла Силья сыграли роль в связывании гамма-всплесков , самых энергичных взрывов во Вселенной со времен Большого взрыва , со взрывами массивных звезд. Обсерватория ESO Ла Силья также сыграла роль в изучении сверхновой SN 1987A . [36]
Телескоп ESO диаметром 3,6 метра начал работу в 1977 году. Он был модернизирован, включая установку нового вторичного зеркала . [37] Традиционно спроектированный подковообразный телескоп в основном использовался для инфракрасной спектроскопии ; сейчас на нем установлен спектрограф HARPS, используемый для поиска внесолнечных планет и для астросейсмологии . Телескоп был разработан для очень высокой долговременной точности измерения лучевой скорости (порядка 1 м/с). [38]
Телескоп New Technology Telescope (NTT) — это альтазимутальный телескоп Ричи-Кретьена диаметром 3,58 метра , открытый в 1989 году и первый в мире с главным зеркалом, управляемым компьютером. Форма гибкого зеркала регулируется во время наблюдения для сохранения оптимального качества изображения. Положение вторичного зеркала также регулируется в трех направлениях. Эта технология (разработанная ESO и известная как активная оптика ) в настоящее время применяется во всех основных телескопах, включая VLT и будущий ELT. [39]
Конструкция восьмиугольного корпуса, в котором размещается NTT, является инновационной. Купол телескопа относительно небольшой и вентилируется системой заслонок, плавно направляющих поток воздуха через зеркало, что снижает турбулентность и приводит к более четким изображениям. [40]
2,2-метровый телескоп работает в Ла Силья с начала 1984 года и предоставлен ESO на неопределенный срок Обществом Макса Планка ( Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften , или MPG, на немецком языке). Время телескопа делится между программами наблюдений MPG и ESO, в то время как эксплуатация и обслуживание телескопа являются обязанностью ESO.
Его приборы включают широкоугольный формирователь изображений (WFI) с разрешением 67 миллионов пикселей и полем зрения размером с полную луну [41] , который сделал множество снимков небесных объектов. Другие используемые инструменты — GROND (Gamma-Ray Burst Optical Near-Infrared Detector), который ищет послесвечение гамма-всплесков — самых мощных взрывов во Вселенной [42] и спектрограф высокого разрешения FEROS (Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph), используемый для детального изучения звезд.
В Ла Силья также находится несколько национальных и проектных телескопов, не эксплуатируемых ESO. Среди них — швейцарский телескоп Эйлера, датский национальный телескоп и телескопы REM, TRAPPIST и TAROT. [43]
Обсерватория Параналь расположена на вершине Серро Параналь в пустыне Атакама на севере Чили. Серро Параналь — гора высотой 2635 метров (8645 футов) примерно в 120 километрах (75 миль) к югу от Антофагасты и в 12 километрах (7,5 миль) от побережья Тихого океана. [51]
Обсерватория имеет семь основных телескопов, работающих в видимом и инфракрасном свете: четыре 8,2-метровых (27 футов) телескопа Очень Большого Телескопа, 2,6-метровый (8 футов 6 дюймов) Обзорный Телескоп VLT (VST) и 4,1-метровый (13 футов) Обзорный Телескоп Видимого и Инфракрасного Видимого и Инфракрасного Видимого и Инфракрасного Видимого и Инфракрасного Видимого и Инфракрасного Видимого и Инфракрасного Видимого и Инфракрасного Видимого Телескопа. Кроме того, есть четыре 1,8-метровых (5 футов 11 дюймов) вспомогательных телескопа, образующих массив, используемый для интерферометрических наблюдений. [52] В марте 2008 года Паранал был местом для нескольких сцен 22-го фильма о Джеймсе Бонде, Квант Милосердия . [53] [54]
Основным объектом в Паранале является VLT, который состоит из четырех почти идентичных 8,2-метровых (27 футов) единичных телескопов (UT), каждый из которых вмещает два или три инструмента. Эти большие телескопы также могут работать вместе в группах по два или три как гигантский интерферометр . Интерферометр ESO Very Large Telescope (VLTI) позволяет астрономам видеть детали до 25 раз более мелкие, чем те, которые видны с помощью отдельных телескопов. Световые лучи объединяются в VLTI со сложной системой зеркал в туннелях, где световые пути должны расходиться менее чем на 1/1000 мм на протяжении 100 метров. VLTI может достигать углового разрешения в миллисекунды дуги, что эквивалентно возможности видеть фары автомобиля на Луне. [55]
Первый из UT впервые засветился в мае 1998 года и был предложен астрономическому сообществу 1 апреля 1999 года. [56] Другие телескопы последовали его примеру в 1999 и 2000 годах, сделав VLT полностью работоспособным. Четыре 1,8-метровых вспомогательных телескопа (AT), установленных между 2004 и 2007 годами, были добавлены к VLTI для обеспечения доступности, когда UT используются для других проектов. [57]
Данные VLT привели к публикации в среднем более одной рецензируемой научной статьи в день; в 2017 году было опубликовано более 600 рецензируемых научных статей на основе данных VLT. [27] Научные открытия VLT включают в себя получение изображений экзопланеты, [58] отслеживание отдельных звезд, движущихся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути [59] и наблюдение за послесвечением самого дальнего известного гамма-всплеска. [60]
На открытии Паранала в марте 1999 года были выбраны названия небесных объектов на языке мапуче для замены технических обозначений четырех телескопов VLT Unit (UT1–UT4). Для школьников региона был заранее организован конкурс эссе о значении этих названий, который привлек множество работ, связанных с культурным наследием страны, принимающей ESO. 17-летний подросток из Чукикаматы , недалеко от Каламы , представил победное эссе и был награжден любительским телескопом во время открытия. [61] Четыре телескопа Unit, UT1, UT2, UT3 и UT4, с тех пор известны как Antu (солнце), Kueyen (луна), Melipal (Южный крест) и Yepun (вечерняя звезда), [62] причем последний изначально был неправильно переведен как «Сириус» вместо «Венера». [63]
Видимый и инфракрасный обзорный телескоп для астрономии (VISTA) расположен на вершине, смежной с той, на которой размещен VLT, разделяя условия наблюдения. Главное зеркало VISTA имеет диаметр 4,1 метра (13 футов), это сильно изогнутое зеркало для его размера и качества. Его отклонения от идеальной поверхности составляют менее нескольких тысячных толщины человеческого волоса, а его конструкция и полировка представляли собой сложную задачу. [64]
VISTA была задумана и разработана консорциумом из 18 университетов Соединенного Королевства во главе с Королевой Марией, Лондонским университетом , и стала неденежным вкладом в ESO в рамках соглашения о ратификации Великобритании. Проектирование и строительство телескопа были организованы Центром астрономических технологий Великобритании (STFC, UK ATC) Совета по науке и технологиям. Предварительное принятие VISTA было официально предоставлено ESO на церемонии в декабре 2009 года в штаб-квартире ESO в Гархинге, на которой присутствовали представители Королевы Марии, Лондонского университета и STFC. С тех пор телескоп эксплуатируется ESO, [65] делая качественные снимки с момента начала работы. [66] [67]
Обзорный телескоп VLT ( VST) — это современный телескоп диаметром 2,6 метра (8 футов 6 дюймов), оснащенный OmegaCAM, 268-мегапиксельной ПЗС-камерой с полем зрения, в четыре раза превышающим площадь полной Луны. Он дополняет VISTA, проводя съемку неба в видимом свете. VST (введенный в эксплуатацию в 2011 году) является результатом совместного предприятия ESO и Астрономической обсерватории Каподимонте (Неаполь), исследовательского центра Итальянского национального института астрофизики INAF . [68] [69]
Научные цели обоих обзоров варьируются от природы темной энергии до оценки околоземных объектов . Обзоры будут проводить группы европейских астрономов; некоторые из них охватят большую часть южного неба, в то время как другие сосредоточатся на меньших областях. Ожидается, что VISTA и VST предоставят большие объемы данных; один снимок, сделанный VISTA, имеет 67 мегапикселей, а изображения с OmegaCam (на VST) будут иметь 268 мегапикселей. Два обзорных телескопа собирают больше данных каждую ночь, чем все остальные инструменты на VLT вместе взятые. VST и VISTA производят более 100 терабайт данных в год. [70]
Llano de Chajnantor — плато высотой 5100 метров (16700 футов) в пустыне Атакама, примерно в 50 километрах (31 миле) к востоку от Сан-Педро-де-Атакама . Это место на 750 метров (2460 футов) выше обсерватории Мауна-Кеа и на 2400 метров (7900 футов) выше Очень Большого Телескопа на Серро-Параналь . Это сухое и негостеприимное место для людей, но хорошее место для субмиллиметровой астрономии ; поскольку молекулы водяного пара в атмосфере Земли поглощают и ослабляют субмиллиметровое излучение , для этого типа радиоастрономии требуется сухое место . [71] Телескопы:
ALMA — телескоп, разработанный для миллиметровой и субмиллиметровой астрономии. Этот тип астрономии является относительно неисследованной областью, открывающей вселенную, которую невозможно увидеть в более привычном видимом или инфракрасном свете, и идеально подходит для изучения «холодной вселенной»; свет на этих длинах волн исходит от огромных холодных облаков в межзвездном пространстве при температуре всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля . Астрономы используют этот свет для изучения химических и физических условий в этих молекулярных облаках , плотных областях газа и космической пыли, где рождаются новые звезды. В видимом свете эти области вселенной часто темные и неясные из-за пыли; однако они ярко светят в миллиметровой и субмиллиметровой частях электромагнитного спектра . Этот диапазон длин волн также идеально подходит для изучения некоторых из самых ранних (и самых далеких) галактик во вселенной, свет которых был смещен в красную область в сторону более длинных волн из-за расширения вселенной. [72] [73]
ESO проводит эксперимент Atacama Pathfinder Experiment, APEX, и управляет им от имени Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR). APEX — это телескоп диаметром 12 метров (39 футов), работающий на миллиметровых и субмиллиметровых длинах волн — между инфракрасным светом и радиоволнами.
ALMA — это астрономический интерферометр, изначально состоящий из 66 высокоточных антенн и работающий на длинах волн от 0,3 до 3,6 мм. Его основная решетка будет иметь 50 12-метровых (39 футов) антенн, действующих как единый интерферометр . Также доступна дополнительная компактная решетка из четырех 12-метровых и двенадцати 7-метровых (23 фута) антенн, известная как решетка Морита. [74] Антенны могут быть расположены поперек пустынного плато на расстоянии от 150 метров до 16 километров (9,9 миль), что даст ALMA переменный «зум». Решетка сможет исследовать вселенную на миллиметровых и субмиллиметровых длинах волн с беспрецедентной чувствительностью и разрешением, с зрением в десять раз более четким, чем у космического телескопа Хаббл . Эти изображения дополнят изображения, сделанные с помощью интерферометра VLT . [75] ALMA — это совместный проект Восточной Азии (Япония и Тайвань ), Европы (ESO), Северной Америки (США и Канада) и Чили.
Научные цели ALMA включают изучение происхождения и формирования звезд, галактик и планет с помощью наблюдений молекулярного газа и пыли, изучение далеких галактик по направлению к краю наблюдаемой Вселенной и изучение реликтового излучения от Большого взрыва . [76] Призыв к научным предложениям ALMA был опубликован 31 марта 2011 года, [77] а первые наблюдения начались 3 октября. [78] [79]
Информационно-просветительская деятельность осуществляется Департаментом образования и связей с общественностью ESO (ePOD). [81]
ePOD также управляет планетарием и центром для посетителей ESO Supernova , астрономическим центром, расположенным на территории штаб-квартиры ESO в Гархинге-бай-Мюнхене, который был открыт 26 апреля 2018 года. [82]
{{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
48 ° 15'36 "N 11 ° 40'16" E / 48,26000 ° N 11,67111 ° E / 48,26000; 11.67111
