Южный полярный телескоп

(перенаправлено с «Южнополярный 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)[1].

Южный полярный телескоп
South Pole Telescope
Южный полярный телескоп
Южный полярный телескоп
Тип микроволновый, рефлектор системы Грегори, радиотелескоп
Расположение станция Амундсен-Скотт, Южный полюс, Антарктида
Координаты 90°00′00″ ю. ш. 00°00′00″ в. д.HGЯO
Высота 2800 м
Дата открытия 16 февраля 2007 года
Дата начала работы 16 февраля 2007
Диаметр 10 м
Угловое разрешение 1 минута дуги
Эффективная площадь
  • 78,5 м²
Монтировка Альт-азимутальная
Сайт pole.uchicago.edu
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

История

править

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[2].

Конструкция

править

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[3].

Специфика расположения

править

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[4].

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

Цели и результаты

править

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[2]. В результате обзора было обнаружено порядка сотни скоплений галактик в чрезвычайно широком диапазоне красных смещений[5]. Были оценены массы скоплений галактик и получены ограничения для тёмной энергии[6][7].

Также удалось обнаружить популяцию далёких пылевых галактик с гравитационным линзированием[8].

Было обнаружено «скручивание» поляризованного излучения микроволнового фона, известное как «B-mode»[9]. Оно возникает в результате гравитационного линзирования более мощного поляризационного сигнала «E-mode»[10]. Измерения интенсивности этого явления позволяют оценить энергию и временные масштабы процессов во время этапа инфляции в ранней Вселенной[11][12][13].

Примечания

править
  1. J. E. Carlstrom, P. A. R. Ade, K. A. Aird, B. A. Benson, L. E. Bleem. The 10 Meter South Pole Telescope (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 2011-05. — Vol. 123, iss. 903. — P. 568—581. — doi:10.1086/659879. Архивировано 30 июля 2020 года.
  2. 1 2 SPT Collaboration, J. E. Ruhl, P. A. R. Ade, J. E. Carlstrom, H. M. Cho. The South Pole Telescope // arXiv:astro-ph/0411122. — 2004-10-08. — С. 11. — doi:10.1117/12.552473. Архивировано 26 июля 2020 года.
  3. South Pole Telescope: Telescope Optics. pole.uchicago.edu. Дата обращения: 27 февраля 2020. Архивировано 12 августа 2020 года.
  4. Richard A. Chamberlin. South Pole submillimeter sky opacity and correlations with radiosonde observations (англ.) // JGR. — 2001-09. — Vol. 106, iss. D17. — P. 20101—20114. — ISSN 0148-0227. — doi:10.1029/2001JD900208. Архивировано 27 февраля 2020 года.
  5. Z. Staniszewski, P. A. R. Ade, K. A. Aird, B. A. Benson, L. E. Bleem. Galaxy clusters discovered with a Sunyaev-Zel'dovich effect survey (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2009-08-10. — Vol. 701, iss. 1. — P. 32—41. — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357. — doi:10.1088/0004-637X/701/1/32. Архивировано 20 октября 2020 года.
  6. K. Vanderlinde, T. M. Crawford, T. de Haan, J. P. Dudley, L. Shaw. Galaxy Clusters Selected with the Sunyaev-Zel'dovich Effect from 2008 South Pole Telescope Observations (англ.) // ApJ. — 2010-10. — Vol. 722, iss. 2. — P. 1180—1196. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/0004-637X/722/2/1180. Архивировано 27 февраля 2020 года.
  7. F. W. High, B. Stalder, J. Song, P. A. R. Ade, K. A. Aird. Optical Redshift and Richness Estimates for Galaxy Clusters Selected with the Sunyaev-Zel'dovich Effect from 2008 South Pole Telescope Observations (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2010-11-10. — Vol. 723, iss. 2. — P. 1736—1747. — ISSN 1538-4357 0004-637X, 1538-4357. — doi:10.1088/0004-637X/723/2/1736. Архивировано 28 июля 2020 года.
  8. J. D. Vieira, D. P. Marrone, S. C. Chapman, C. De Breuck, Y. D. Hezaveh. Dusty starburst galaxies in the early Universe as revealed by gravitational lensing (англ.) // Natur. — 2013-03. — Vol. 495, iss. 7441. — P. 344—347. — ISSN 0028-0836. — doi:10.1038/nature12001. Архивировано 27 февраля 2020 года.
  9. D. Hanson, S. Hoover, A. Crites, P. A. R. Ade, K. A. Aird. Detection of B-mode Polarization in the Cosmic Microwave Background with Data from the South Pole Telescope // arXiv:1307.5830 [astro-ph]. — 2013-10-07. — doi:10.1103/PhysRevLett.111.141301. Архивировано 23 июня 2020 года.
  10. Matias Zaldarriaga, Uros Seljak. Gravitational Lensing Effect on Cosmic Microwave Background Polarization // Physical Review D. — 1998-06-22. — Т. 58, вып. 2. — С. 023003. — ISSN 1089-4918 0556-2821, 1089-4918. — doi:10.1103/PhysRevD.58.023003. Архивировано 16 июня 2020 года.
  11. The Antarctic Sun: News about Antarctica - Explosive Event. antarcticsun.usap.gov. Дата обращения: 27 февраля 2020. Архивировано 27 февраля 2020 года.
  12. A. Manzotti, K. T. Story, W. L. K. Wu, J. E. Austermann, J. A. Beall. CMB PolarizationB-mode Delensing with SPTpol andHerschel (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2017-08. — Vol. 846, iss. 1. — P. 45. — ISSN 0004-637X. — doi:10.3847/1538-4357/aa82bb.
  13. Uros Seljak, Matias Zaldarriaga. Signature of Gravity Waves in Polarization of the Microwave Background // Physical Review Letters. — 1997-03-17. — Т. 78, вып. 11. — С. 2054—2057. — ISSN 1079-7114 0031-9007, 1079-7114. — doi:10.1103/PhysRevLett.78.2054. Архивировано 23 июня 2020 года.

Ссылки

править