Сеть многоэлементных радиоинтерферометров ( MERLIN ) представляет собой интерферометрическую решетку радиотелескопов, разбросанную по всей Англии . Массив управляется из обсерватории Джодрелл-Бэнк в Чешире Манчестерским университетом от имени Британского отдела исследований и инноваций . [1] [2] [3]
Массив состоит из семи радиотелескопов и включает телескоп Ловелла в Джодрелл-Бэнк, Марк II , Кембридж, Деффорд в Вустершире , Нокин в Шропшире , а также Дарнхолл и Пикмер (ранее известный как Табли) в Чешире . [4] [5] Таким образом, самая длинная базовая линия составляет 217 км, и MERLIN может работать на частотах от 151 МГц до 24 ГГц . На длине волны 6 см (частота 5 ГГц) MERLIN имеет разрешение 40 миллисекунд дуги , что сопоставимо с разрешением HST на оптических длинах волн. [ нужна цитата ]
Некоторые из телескопов иногда используются для наблюдений Европейской сети VLBI (EVN) и интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI), чтобы создать интерферометр с еще более крупными базовыми линиями, обеспечивающими изображения с гораздо большим угловым разрешением .
В 1973 году Генри Проктор Палмер предложил расширить линии интерферометра, уже имевшиеся в то время в Джодрелл-Бэнк, что положило начало планированию системы телескопов. [6] [7] Строительство началось в 1975 году. [7] Первоначально система официально называлась MTRLI (многотелескопный радиосвязанный интерферометр), но обычно ее называли более простым названием MERLIN. Первоначально он состоял либо из 76-метрового телескопа Ловелла , либо из 25-метрового телескопа Mark II , а также 25-метрового телескопа Mark III в Уордле, 85-футового телескопа в Деффорде и нового телескопа в Нокине. Этот новый телескоп был изготовлен компанией E-Systems и построен на основе конструкции телескопов Very Large Array , которая строилась в то же время компанией E-Systems. [8] [9]
Строительство нового телескопа, установка линий микроволновой связи и строительство коррелятора были совместно названы «Фазой 1» проекта МЕРЛИН, финансирование которого было одобрено 30 мая 1975 года. [10] Строительство нового телескопа было одобрено 30 мая 1975 года. телескоп стартовал 9 июля 1976 года и был завершен к 8 октября 1976 года. Впервые телескопом управляли дистанционно из Джодрелла в январе 1977 года. [11] Микроволновая связь была установлена в мае 1978 года. [12] Первые наблюдения с использованием системы – измерения из 30 удаленных радиоисточников – были сняты в январе и феврале 1980 г. [13] Окончательная стоимость первой фазы системы составила 2 179 000 фунтов стерлингов (1976 г.). [13]
На втором этапе проекта были добавлены два дополнительных телескопа вместе с их радиосвязью с Джодрелл-Бэнком. Первоначально предполагалось, что один из телескопов будет расположен в Джодрелл-Бэнк, а другой - в Дарнхолле, но в конечном итоге пара была размещена в Пикмере (также известном как Табли) и Дарнхолле. Оба телескопа были такими же, как в Нокине. Строительство обоих телескопов началось 9 апреля 1979 года и было завершено к 31 октября 1979 года. Телескоп Пикмер был впервые подключен к MTRLI 20 июля 1980 года, а 16 декабря 1980 года - телескоп Дарнхолла. Второй этап был формально завершен. 31 декабря 1981 года и стоил 3 142 210 фунтов стерлингов. [14]
Самая длинная базовая линия MTRLI составляла 134 км между Пикмером и Деффордом. [8] Первая карта, созданная установкой, была опубликована 6 ноября 1980 г. [7] В первые два года эксплуатации (1980–1982 гг.) установка использовалась для наблюдений на частотах 408 МГц (с разрешающей способностью 1 угловая секунда ), 1666 МГц (0,25 угловой секунды) и 5 ГГц (0,08 угловой секунды). [15]
Когда в 1987 году поверхность Mark II была заменена, ее можно было использовать вместе с тремя телескопами E-systems на частоте 22 ГГц, расширяя MTRLI на этой частоте. [8] Одна из 18 -метровых антенн Телескопа «Одна миля» временно использовалась в MTRLI с 1987 по осень 1990 года, что значительно улучшило ее разрешающую способность. [16]
MTRLI была переименована в MERLIN в начале 1990-х годов, а вскоре после этого добавление в 1991 году специально построенной 32-метровой кембриджской антенны увеличило как чувствительность, так и угловое разрешение антенной решетки. У массива также был новый коррелятор и новые охлаждаемые приемники, а некоторые микроволновые связи между телескопами были улучшены, так что массив мог наблюдать поляризацию обеих рук. [17]
С 1996 года на каждом из телескопов E-systems и телескопе Mark II были установлены карусели для различных приемников (на Кембриджском телескопе уже была установлена такая система), что обеспечивало перестройку частоты. В 1997 и 1998 годах с помощью установки впервые были проведены двухчастотные (5 и 22 ГГц) наблюдения. [17]
Есть планы построить телескоп в Ирландии , который будет добавлен к этой системе. [18]
МЕРЛИН использовал микроволновую связь для отправки астрономических данных с удаленных станций. Эти каналы имели ограниченную пропускную способность, поэтому большая часть данных была выброшена. Чтобы повысить чувствительность телескопа, линии связи были заменены оптоволоконными линиями с полосой пропускания 4 ГГц по сравнению с первоначальным пределом в 30 МГц, что увеличило чувствительность антенной решетки примерно в 30 раз. Данные означали, что старый коррелятор больше не справлялся, поэтому был построен новый коррелятор, способный обрабатывать более 200 Гбит/с. [21]
Еще одним важным достижением, являющимся частью модернизации, является гибкость частоты — возможность изменять полосу наблюдения всей группы за считанные минуты с помощью вращающихся каруселей приемников. Некоторые телескопы в группе уже имели такую возможность, а остальным требовался визит инженера для замены приемника. Когда e-MERLIN заработает [ нужно обновить ], телескоп сможет быстро переключаться между 1,4, 5, 6 и 22 ГГц. Это необходимо для того, чтобы воспользоваться оптимальными условиями для высокочастотных наблюдений, когда атмосферные условия могут серьезно повлиять на результаты. [ нужна цитата ]
Работа над обновлением e-MERLIN началась в мае 2004 г. и завершилась в 2009 г. [22] [23]
6 марта 2008 года Совет по науке и технологиям ( STFC ) объявил, что проект (e-MERLIN/ JIVE ) находится под угрозой из-за нехватки бюджета на 80 миллионов фунтов стерлингов. Это произошло из-за первоначальных рекомендаций Научного комитета по физике элементарных частиц, астрономии и ядерной физике (PPAN), который отнес проект к «низкому приоритету». Из-за опасений, что рекомендации PPAN не адекватно отражают астрономические приоритеты Великобритании, [24] STFC организовал более широкий консультационный обзор с участием различных консультативных групп для изменения приоритетов программы STFC . [25] Затем Консультативная группа по наземной астрономии рекомендовала перевести e-MERLIN с самого низкого диапазона («низкий приоритет») на второй по величине, добавив, что «e-Merlin может стать ведущим в мире объектом еще в далеком будущем». в следующем десятилетии» и «e-Merlin открыл огромный потенциал как для традиционных пользователей радиоастрономии Великобритании, так и, что немаловажно, для более широкого сообщества». [26]
8 июля 2008 года STFC представила свою окончательную версию программного обзора на городском собрании в Королевском обществе, заявив: «Учитывая стратегическую важность e-MERLIN для будущего радиоастрономии Великобритании и высоко оцененного проекта SKA, мы работаем с Манчестерским университетом и другими заинтересованными сторонами, чтобы найти жизнеспособный способ поддержки операций e-MERLIN в среднесрочной перспективе на основе совместных затрат. Мы предусмотрели поддержку операций STFC , которая будет доступна для облегчения такого решения. ." [27]
Помимо прочего, MERLIN использовался для наблюдения:
Телескоп также можно использовать для высокоточной астрометрии . [30] В 1998 году MERLIN совместно с космическим телескопом Хаббл обнаружил первое кольцо Эйнштейна . [31] Телескоп также использовался в сочетании с VLA для проведения анализа слабого линзирования . [32]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )