ВИСТА (телескоп) - VISTA (telescope)

ВИСТА
VISTA at Paranal Eso0704b.tif
VISTA (Источник: ESO )
Альтернативные названияОбзорный телескоп видимого и инфракрасного диапазона для астрономии Отредактируйте это в Викиданных
ЧастьОбсерватория Паранал  Отредактируйте это в Викиданных
Местоположение (а)Пустыня Атакама
Координаты24 ° 36′57 ″ ю.ш. 70 ° 23′51 ″ з.д. / 24,615833333333 ° ю.ш. 70,3975 ° з.д. / -24.615833333333; -70.3975Координаты: 24 ° 36′57 ″ ю.ш. 70 ° 23′51 ″ з.д. / 24,615833333333 ° ю.ш. 70,3975 ° з.д. / -24.615833333333; -70.3975 Отредактируйте это в Викиданных
ОрганизацияЕвропейская южная обсерватория  Отредактируйте это в Викиданных
Высота2,518 м (8,261 футов) Отредактируйте это в Викиданных
Длина волны0,85 мкм (350 ТГц) -2,3 мкм (130 ТГц)
Построен2000 Отредактируйте это в Викиданных–2009 Отредактируйте это в Викиданных (2000 Отредактируйте это в Викиданных–2009 Отредактируйте это в Викиданных) Отредактируйте это в Викиданных
Первый свет1 декабря 2009 г.Отредактируйте это в Викиданных
Стиль телескопаоптический телескоп
Телескоп Ричи-Кретьена  Отредактируйте это в Викиданных
Диаметр4,1 м (13 футов 5 дюймов) Отредактируйте это в Викиданных
Вторичный диаметр1,24 м (4 фута 1 дюйм) Отредактируйте это в Викиданных
Угловое разрешение0,34 угловой секундыОтредактируйте это в Викиданных
Фокусное расстояние12,1 м (39 футов 8 дюймов) Отредактируйте это в Викиданных
Монтажальтазимутальное крепление  Отредактируйте это в Викиданных Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтwww.vista.ac.Великобритания Отредактируйте это в Викиданных
VISTA (телескоп) находится в Чили.
ВИСТА (телескоп)
Расположение VISTA
Страница общин Связанные СМИ на Викискладе?
[редактировать в Викиданных ]

В ВИСТА (Обзорный телескоп видимого и инфракрасного диапазона для астрономии) является широкопольным отражающий телескоп с зеркалом 4,1 метра, расположенным на Обсерватория Паранал в Чили. Он управляется Европейская южная обсерватория и начал научные операции в декабре 2009 года. VISTA был задуман и разработан консорциумом университетов в Соединенном Королевстве во главе с Лондонский университет королевы Марии[1] и стал Подобным образом взнос в ESO в рамках соглашения о присоединении Великобритании, подписка оплачивается Великобританией Совет по науке и технологиям (STFC).[2]

VISTA - обзорный телескоп, работающий на инфракрасный длины волн, и на сегодняшний день это самый большой телескоп в мире, предназначенный для наблюдения за небом в ближнем инфракрасном диапазоне.[2] У телескопа только один инструмент: VIRCAM, Vista InfraRed CAMera. Это 3-тонная камера, содержащая 16 специальных детекторов, чувствительных к инфракрасному свету, с общим количеством пикселей 67 миллионов.[3]

Инструмент второго поколения под названием 4 САМЫЕ, мультиобъект с оптоволоконной подачей на 2400 объектов спектрограф, находится в разработке для установки примерно в 2022 году.

Наблюдение на длинах волн, превышающих видимые человеческим глазом, позволяет VISTA изучать объекты, которые практически невозможно увидеть в видимом свете, потому что они холодные, закрыты облаками пыли или потому, что их свет был растянут в сторону более красных длин волн из-за расширения пространства. во время долгого пути света из ранней Вселенной.[2]

Проэкт

VISTA проводит опросы южного неба около инфракрасный длины волн. Такие обзоры должны давать прямые научные результаты и помогать выбирать объекты для дальнейших исследований с помощью больших телескопов. Есть два связанных проекта: Широкоугольная камера (WFCAM) ​​на Инфракрасный телескоп Соединенного Королевства в Гавайи проводит инфракрасную съемку северного неба, а Обзорный телескоп VLT в Чили проводит съемку южного неба в видимом свете.

Ранний утренний снимок показывает VISTA перед Паранал саммит.
VISTA ночью (Источник: ESO ).
VISTA раскрывает высокоскоростные выходки молодых звезд в туманности Ориона
Одно из первых изображений, сделанных телескопом VISTA, на котором запечатлена Пламенная туманность и соседние с ней Туманность Конская Голова
Скопление галактик Форнакс, увиденное камерой VISTA
VISTA смотрит в Голубую лагуну

Проект был инициирован в 1999 году консорциумом VISTA.[4] 18 университетов в объединенное Королевство (Великобритания), который получил финансирование от совместного инфраструктурного фонда правительства Великобритании и дальнейшее финансирование от Совет по физике элементарных частиц и астрономии. Стоимость проекта оценивается в 46 миллионов евро (36 миллионов фунтов стерлингов).[5][6]

Рассмотрев несколько сайтов в Чили, консорциум выбрал Обсерватория Паранал из Европейская южная обсерватория (ESO), а именно вторичный пик в 1500 м от Очень большой телескоп (VLT). Консорциум выбрал Центр астрономических технологий Великобритании взять на себя техническую ответственность за проектирование и изготовление телескопа. Два года спустя - в 2002 году - к ESO присоединилась Великобритания, и VISTA стала натуральным компонентом вступительного взноса. Затем консорциум завершил строительство и ввод в эксплуатацию телескопа, а Совет по науке и технологиям - от имени Великобритании - передал телескоп ESO в интересах астрономов всех стран-членов.[3][7]

Обзоры VISTA

Научные цели обзоров VISTA, которые начались в 2010 году, включают многие из самых интересных проблем современной астрофизики, начиная от природы темной энергии и заканчивая угрозой сближения с Землей астероидов.[2]

VISTA проводит шесть крупных опросов общественности: UltraVISTA, VISTA Kilo-Degree Infrared Galaxy Survey (VIKING), VISTA Magellanic Survey (VMC), VISTA Variables in the Via Lactea (VVV), VISTA Hemisphere Survey (VHS), VISTA Deep. Обзор внегалактических наблюдений (ВИДЕО). Они займут большую часть времени наблюдений в первые пять лет работы телескопа. Обзоры охватывают разные области неба на разную глубину, чтобы ответить на широкий круг научных вопросов.[8] Более подробную информацию о каждом из опросов VISTA можно найти на ESO - Обзоры VISTA веб-сайт и в ESO - проекты общественных опросов страница в Интернете.

Наука с VISTA

Поскольку VISTA - это большой телескоп с большим полем обзора, он может как обнаруживать слабые источники, так и быстро покрывать обширные области неба. Каждое изображение VISTA захватывает участок неба, который примерно в десять раз превышает площадь полной Луны, и он может обнаруживать и каталогизировать объекты по всему южному небу с чувствительностью, в сорок раз большей, чем та, которая была достигнута с помощью более ранних инфракрасных обзоров неба, таких как как весьма успешное исследование всего неба на два микрона. Этот скачок в наблюдательной способности - сравнимый с повышением чувствительности от невооруженного глаза до первого телескопа Галилея - откроет огромное количество новых объектов и позволит создать гораздо более полный перечень редких и экзотических объектов в южном небе.[3]

Наблюдения VISTA поддержат исследования во многих астрономических областях. Ожидается, что в нашей галактике VISTA найдет много новых коричневых карликов и сможет проверить идеи о природе темной материи. Одно обследование VISTA предназначено для поиска и изучения огромного количества переменных звезд в нашей Галактике путем получения изображений одних и тех же участков неба в разное время. Используя данные VISTA, астрономы смогут нанести на карту структуру нашей галактики гораздо более детально, чем когда-либо прежде. Другой обзор VISTA будет посвящен изучению соседних с нами малых галактик, Магеллановых Облаков и их окружения. Данные VISTA также будут использоваться для создания трехмерной карты примерно 5% всей наблюдаемой Вселенной. В дальнейшем VISTA станет мощным инструментом для обнаружения удаленных квазаров и изучения эволюции галактик и скоплений галактик. Это поможет исследовать природу темной энергии, обнаруживая очень далекие скопления галактик.[9] Инфракрасный измерения из астрономического обзора ВВВ были использованы для подтверждения космическая дистанционная лестница, а именно, обеспечивая надежные расстояния до звездные скопления и Цефеида переменные звезды.[10][11]

Выбор изображений VISTA

На первом опубликованном изображении (слева) показана туманность Пламя (NGC 2024), впечатляющее звездообразующее облако из газа и пыли в знакомом созвездии Ориона (Охотника) и его окрестностях. В видимом свете ядро ​​объекта скрыто за толстыми облаками пыли, но изображение VISTA, полученное в инфракрасном диапазоне длин волн, может проникнуть сквозь темноту и выявить скопление горячих молодых звезд, спрятанное внутри. Широкое поле зрения камеры VISTA также фиксирует свечение NGC 2023 и призрачную форму знаменитой туманности Конская Голова.[3]

Другие потрясающие изображения туманности включают в себя панорамы VISTA Туманность Ориона и Туманность Лагуна. На картинке справа представлен широкоугольный вид туманности Ориона (Мессье 42), находящейся примерно в 1350 световых годах от Земли, сделанный с помощью инфракрасного обзорного телескопа VISTA в обсерватории ESO Паранал в Чили. Огромное поле зрения телескопа позволяет отобразить всю туманность и ее окружение на одном снимке, а его инфракрасное зрение также означает, что он может заглядывать глубоко в обычно скрытые пыльные области и обнаруживать любопытные выходки очень активных молодых звезд, похороненных там. .[12] Слева (под изображением Пламенной туманности) видно изображение «Голубой лагуны» - это инфракрасное изображение, полученное в рамках обзора VVV. На нем изображен звездный питомник, называемый туманностью Лагуна (также известный как Мессье 8), который находится на расстоянии около 4000–5000 световых лет от нас в созвездии Стрельца (Лучника).[13]

Трехтонная инфракрасная камера VISTA висит в воздухе перед телескопом.
На этой картинке показано, как шесть разных «отпечатков лап» объединяются в одну «плитку».
Главное зеркало VISTA длиной 4,1 м проходит оптическое тестирование.

VISTA также может смотреть далеко за пределы нашей галактики. В примере слева (под изображением туманности Ориона) телескоп сделал семейную фотографию скопления галактик в созвездии Форнакса (Химическая печь). Широкое поле позволяет захватить множество галактик на одном изображении, включая поразительную спиральную галактику с перемычкой NGC 1365 и большую эллиптическую галактику NGC 1399. Изображение было построено из изображений, полученных с помощью фильтров Z, J и Ks в ближней инфракрасной части спектр и захватил многие из членов кластера на одном изображении. В правом нижнем углу находится элегантная спиральная галактика с перемычкой NGC 1365, а слева - большая эллиптическая NGC 1399, окруженная роем слабых шаровых скоплений. Изображение имеет размер примерно 1 градус на 1,5 градуса, а общее время экспозиции составило 25 минут.[14]

Технические детали

Конструкция телескопа

Внутри корпуса (Источник: ESO )

Цель многократного изображения больших участков неба на видя -ограниченное разрешение привело к уникальной оптической конструкции. Главное зеркало - это вогнутый гиперболоид диаметром 4,1 м и примерно f / 1 фокусное отношение. Зеркало имеет мениск форма толщиной 17 см с центральным отверстием 1,2 м для размещения камеры на Кассегрен фокус. Он был отлит из Зеродур к Schott в Германия а затем отполированы и вычисленный ЛЗОС, Москва. Это самое большое зеркало такой формы с таким коротким фокусным расстоянием; на полировку ушло 2 года, что оказалось дольше, чем предполагалось.[6][15] Зеркало поддерживается рядом приводы (81 сзади и 24 по краю), что позволяет контролировать его форму с помощью компьютеров.

Вторичное зеркало - это выпуклый гиперболоид диаметром 1,24 м. Комбинация двух гиперболических зеркал делает это квази-Ричи-Кретьен дизайн. Комбинированное фокусное отношение составляет примерно f / 3, но качество изображения только двух зеркал будет плохим.[16] Вторичное зеркало установлено на опоре гексапода, так что его положение кончик и наклон также управляются компьютером.

Инфракрасная камера была построена консорциумом, состоящим из Лаборатория Резерфорда Эпплтона, то Центр астрономических технологий Великобритании, и Даремский университет,[17] и является крупнейшим в мире - почти три тонны. Телескоп и камера образуют единую оптическую конструкцию, поскольку три линзы коррекции поля в камере необходимы для проецирования сфокусированного изображения неба на детекторы.

Для инфракрасной камеры также жизненно важно блокировать тепловое излучение от телескопа и купола. Это достигается последовательностью охлаждаемых перегородок перед линзами корректора поля. Кроме того, размер вторичного зеркала меньше размера, чтобы детекторы краев не видели теплую структуру за пределами первичного зеркала; это означает отверстие видимая из любой точки в плоскости изображения составляет 3,7 м. Эта конструкция требует вакуума камеры криостат - который охлаждает детекторы, а также перегородки - быть более 2 м в длину с передним окном диаметром 95 см. Колесо фильтров прямо перед детекторами позволяет выбирать определенный инфракрасный диапазон длин волн.[18]

На площади, соответствующей диаметру 1,65 ° на небе, плоскость изображения имеет 16 массивов инфракрасных детекторов,[16] каждый массив с 2048x2048 пикселями размером 20 мкм, что соответствует в среднем 0,34 дюйма на небе.[18] Фокусное расстояние 12,1 м сочетается с диафрагмой 3,7 м и фокусным отношением 3,26. Массивы разделены 90% их ширины в одном направлении и чуть менее 50% их ширины в другом направлении. Таким образом, однократная экспозиция соответствует пятнистому «отпечатку лапы» на небе. Чтобы заполнить пробелы и получить обычное изображение, по крайней мере, шесть отпечатков смещенных лап необходимо объединить в «плитку», которая тогда составляет 1,5 ° на 1,0 °. Плоскость изображения камеры также имеет фронт волны детекторы, используемые для контроля формы главного зеркала, а также положения и наклона / наклона вторичного зеркала (активная оптика ). Это компенсирует изгиб и вообще обеспечивает сфокусированное изображение. высоты.[18]

Вершина холма, на которой находится ВИСТА, была сглажена для возведения ограждающего корпуса и вспомогательного здания. Вспомогательное здание включает в себя оборудование для мытья, зачистки и нанесения покрытия на главное зеркало. Покрытие может быть из алюминия или обычно из защищенного серебра для улучшения характеристик инфракрасного излучения.[15] Неподвижное основание корпуса поддерживает вращающийся стальной купол. Две раздвижные двери образуют прорезь купола. Другие купольные панели могут быть открыты для увеличения вентиляции, а ветрозащитный экран может быть развернут, чтобы закрыть части щели. Днем в куполе поддерживается ночная температура.[19]

Работа и поток данных

Гигапиксельная мозаика VISTA центральных частей Млечный Путь.[20]

По завершении телескоп был передан ESO, которое выбрало шесть открытых съемок для VISTA, занимающих 75% доступного времени для наблюдений. ESO предлагает закрытые исследования, которые займут оставшееся время, которое внесет утвержденные предложения для наблюдения.[21] Наблюдения проводят операторы на Обсерватория Паранал, удаленно из VLT здание управления.[19]

Комбинация большой матрицы детекторов и коротких и частых экспозиций, необходимых для инфракрасных длин волн, обеспечивает высокую скорость передачи данных - 200–300 ГБ за ночь. Быстрый просмотр данных в обсерватории Паранал будет использоваться для ежедневного контроля качества, но основной поток данных - это передача необработанных данных в штаб-квартиру ESO в Гархинг под Мюнхеном, Германия, для загрузки в архив данных. Пользователи могут извлекать отпечатки лап (см. Выше) и пропускать их через калибровочный конвейер для удаления инструментальных артефактов и калибровки астрометрии и фотометрии. Архивные данные также будут скопированы в систему потока данных VISTA в Великобритании, где отпечатки лап будут объединены в плитки (см. Выше) и где из них будут подготовлены исходные каталоги.[19][21]

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ «Первые потрясающие изображения, сделанные телескопом VISTA под управлением королевы Марии». Королева Мэри, Лондонский университет. 2009-12-11. Получено 2011-08-03.
  2. ^ а б c d "Обзорные телескопы ESO". ESO. Получено 2011-08-03.
  3. ^ а б c d "VISTA: новаторский новый обзорный телескоп начинает работу". ESO. 2009-12-11. Получено 2011-08-03.
  4. ^ Консорциум VISTA состоит из Королева Мэри, Лондонский университет как лидер консорциума, Королевский университет Белфаста, Бирмингемский университет, Кембриджский университет, Кардиффский университет, Университет Центрального Ланкашира, Даремский университет, Эдинбургский университет, Университет Хартфордшира, Кильский университет, Университет Лестера, Ливерпульский университет Джона Мура, Ноттингемский университет, Оксфордский университет, Сент-Эндрюсский университет, Саутгемптонский университет, Университет Сассекса, и Университетский колледж Лондона.
  5. ^ «Большой красный глаз готов: камера VISTA отправлена ​​на Паранал». ESO. 2007-01-17. Получено 2011-08-03.
  6. ^ а б «Обзорный телескоп близится к завершению». Королевская обсерватория Эдинбурга. 2008-04-17. Получено 2011-08-03.
  7. ^ «Соединенное Королевство присоединится к ESO 1 июля 2002 г .: советы ESO и PPARC одобряют условия присоединения». ESO. 2001-12-05. Получено 2011-08-03.
  8. ^ "Обзоры VISTA". ESO. Получено 2011-08-03.
  9. ^ "VISTA science". ESO. Архивировано из оригинал на 2011-11-27. Получено 2011-08-03.
  10. ^ Majaess, Даниэль; Тернер, Дэвид; Мони Бидин, Кристиан; Мауро, Франческо; Гейслер, Дуглас; Гирен, Вольфганг; Миннити, Данте; Шене, Андре-Николя; Лукас, Филипп; Борисова, Юра; Куртев, Радостн; Декань, Иштван; Сайто, Роберто К. (2011). Новые свидетельства в поддержку членства в TW Nor в Lyngå 6 и Centaurus Spiral Arm, ApJ, 741, 2
  11. ^ Majaess, D .; Тернер, Д .; Moni Bidin, C .; Geisler, D .; Борисова, J .; Миннити, Д .; Bonatto, C .; Gieren, W .; Carraro, G .; Куртев, Р .; Мауро, Ф .; Chené, A.-N .; Forbes, D .; Lucas, P .; Dékány, I .; Сайто, Р. К .; Сото, М. (2012). Усиление шкалы расстояний до открытых скоплений с помощью фотометрии VVV, A&A, 537
  12. ^ «Орион в новом свете: VISTA разоблачает скоростные выходки молодых звезд». ESO. Получено 2011-08-03.
  13. ^ "VISTA глубоко смотрит в Голубую лагуну". ESO. Получено 2011-08-03.
  14. ^ "Скопление галактик Форнакс". ESO. Получено 2011-08-03.
  15. ^ а б Эмерсон, Дж., Макферсон, А., Сазерленд, В. (2006). Обзорный телескоп в видимой и инфракрасной области спектра для астрономии: отчет о ходе работы. Мессенджер, 126. стр.41.
  16. ^ а б "ВИСТА". ESO. Получено 2011-08-03.
  17. ^ «Камера ВИСТА». ESO. Получено 2011-08-03.
  18. ^ а б c Эмерсон, Дж. П., Сазерленд, У. Дж., Макферсон, А. М., Крейг, С. К., Далтон, Дж. Б., Уорд, А.К. (2005). Обзорный телескоп в видимой и инфракрасной области спектра для астрономии. Мессенджер, 117. стр.27
  19. ^ а б c Крейг, С.С., Макферсон, А. (2003). "Обзор проекта VISTA В архиве 2011-07-21 на Wayback Machine ". Центр астрономических технологий Великобритании. Проверено 23 сентября 2009 года.
  20. ^ «84 миллиона звезд и их количество». Пресс-релиз ESO. Получено 29 октября 2012.
  21. ^ а б Веб-сайт VISTA

дальнейшее чтение

внешняя ссылка