Interested Article - Южный полярный телескоп

Южный полярный телескоп ( SPT , англ. South Pole Telescope ) — 10-метровый радиотелескоп в обсерватории в Антарктиде на станции Амундсен-Скотт на географическом южном полюсе Земли . Телескоп предназначен для наблюдений в микроволновых , миллиметровых и субмиллиметровых длинах волн . Основная цель — измерение слабого диффузного излучения от космического микроволнового фона (CMB) .

История

Первый свет телескоп увидел 16 февраля 2007 года . В 2011 году было завершён первый крупный обзор неба. Целью обзора ставилось обнаружение отдалённых массивных скоплений галактик благодаря их взаимодействию с CMB. В начале 2012 года на SPT была установлена новая камера (SPTpol) с ещё большей чувствительностью и способностью измерять поляризацию регистрируемой электромагнитной волны . Эта камера работала в 2012—2016 годах и использовалась для создания беспрецедентно глубоких карт высокого разрешения сотен квадратных градусов южного неба. В 2017 году на телескоп была установлена камера третьего поколения SPT-3G, обеспечивающая почти на порядок увеличение скорости картирования по сравнению с SPTpol .

Конструкция

Телескоп представляет собой внеосевой телескоп системы Грегори с диаметром зеркала 10 метров, установленный на L-образную альт-азимутальную монтировку с противовесом (на полюсах альт-азимутальная монтировка работает так же как и экваториальная ). Телескоп был спроектирован так, чтобы обеспечить большое поле зрения (более 1 квадратного градуса), минимизируя при этом систематические неопределённости из-за движения грунта под телескопом и рассеивания оптики телескопа.

Поверхность зеркала телескопа сглажена примерно до 25 микрометров (одна тысячная дюйма), что позволяет проводить наблюдения с длиной волны менее миллиметра. Ключевое преимущество стратегии наблюдения SPT состоит в том, что сканируется весь телескоп, поэтому луч не движется относительно зеркал телескопа. Быстрое сканирование телескопа и его большое поле зрения делает SPT эффективным при съёмке больших площадей неба .

Специфика расположения

Самый важный критерий расположения обсерваторий миллиметрового диапазона — отсутствие водяного пара , который такое излучение поглощает. Обсерватория SPT находится на большой высоте и в холодном регионе в Антарктиде. Водяной пар в холодном климате просто замерзает, и Антарктида, таким образом, является самым сухим местом на Земле. Кроме того, удалённый от цивилизации телескоп не испытывает сторонних шумов техногенного характера, а во время протяжённой полярной ночи исключается шум от солнечного излучения. Низкая окружающая температура снижает влияние теплового шума приёмников .

Среди минусов стоит отметить невозможность изучать северное полушарие, неустойчивость ледового покрытия под телескопом и трудный доступ к обсерватории.

Цели и результаты

Первый значительный обзор неба телескоп выполнял с целями обнаружения и исследования скопления галактик . Методика поиска основывалась на эффекте Сюняева — Зельдовича — искажения микроволнового фонового излучения взаимодействием его с межгалактической средой . В результате обзора было обнаружено порядка сотни скоплений галактик в чрезвычайно широком диапазоне красных смещений . Были оценены массы скоплений галактик и получены ограничения для тёмной энергии .

Также удалось обнаружить популяцию далёких пылевых галактик с гравитационным линзированием .

Было обнаружено «скручивание» поляризованного излучения микроволнового фона, известное как «B-mode» . Оно возникает в результате гравитационного линзирования более мощного поляризационного сигнала «E-mode» . Измерения интенсивности этого явления позволяют оценить энергию и временные масштабы процессов во время этапа инфляции в ранней Вселенной .

Примечания

J. E. Carlstrom, P. A. R. Ade, K. A. Aird, B. A. Benson, L. E. Bleem. (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific . — 2011-05. — Vol. 123 , iss. 903 . — P. 568—581 . — doi : . 30 июля 2020 года.
↑ SPT Collaboration, J. E. Ruhl, P. A. R. Ade, J. E. Carlstrom, H. M. Cho. // arXiv:astro-ph/0411122. — 2004-10-08. — С. 11 . — doi : . 26 июля 2020 года.
(неопр.) . pole.uchicago.edu. Дата обращения: 27 февраля 2020. 12 августа 2020 года.
Richard A. Chamberlin. (англ.) // JGR. — 2001-09. — Vol. 106 , iss. D17 . — P. 20101—20114 . — ISSN . — doi : . 27 февраля 2020 года.
Z. Staniszewski, P. A. R. Ade, K. A. Aird, B. A. Benson, L. E. Bleem. (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2009-08-10. — Vol. 701 , iss. 1 . — P. 32—41 . — ISSN . — doi : . 20 октября 2020 года.
K. Vanderlinde, T. M. Crawford, T. de Haan, J. P. Dudley, L. Shaw. (англ.) // ApJ. — 2010-10. — Vol. 722 , iss. 2 . — P. 1180—1196 . — ISSN . — doi : . 27 февраля 2020 года.
F. W. High, B. Stalder, J. Song, P. A. R. Ade, K. A. Aird. (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2010-11-10. — Vol. 723 , iss. 2 . — P. 1736—1747 . — ISSN . — doi : . 28 июля 2020 года.
J. D. Vieira, D. P. Marrone, S. C. Chapman, C. De Breuck, Y. D. Hezaveh. (англ.) // Natur. — 2013-03. — Vol. 495 , iss. 7441 . — P. 344—347 . — ISSN . — doi : . 27 февраля 2020 года.
D. Hanson, S. Hoover, A. Crites, P. A. R. Ade, K. A. Aird. // arXiv:1307.5830 [astro-ph]. — 2013-10-07. — doi : . 23 июня 2020 года.
Matias Zaldarriaga, Uros Seljak. // Physical Review D. — 1998-06-22. — Т. 58 , вып. 2 . — С. 023003 . — ISSN . — doi : . 16 июня 2020 года.
(неопр.) . antarcticsun.usap.gov. Дата обращения: 27 февраля 2020. 27 февраля 2020 года.
A. Manzotti, K. T. Story, W. L. K. Wu, J. E. Austermann, J. A. Beall. (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2017-08. — Vol. 846 , iss. 1 . — P. 45 . — ISSN . — doi : .
Uros Seljak, Matias Zaldarriaga. // Physical Review Letters. — 1997-03-17. — Т. 78 , вып. 11 . — С. 2054—2057 . — ISSN . — doi : . 23 июня 2020 года.