MeerKAT

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Координати: 45°11′20″ пн. ш. 33°11′14″ сх. д. / 45.1890694° пн. ш. 33.1873583° сх. д. / 45.1890694; 33.1873583

MeerKAT
SKA site, South Africa 2014 51.jpg
Антени KAT-7
Організація: Національний дослідницький фонд Південної Африки
Розташування: Плато Карру, Північна Капська провінція, ПАР
Довжина хвилі: радіохвилі 3-30 см
Побудований: в процесі
Стиль телескопа: інтерферометр
Збираюча площа: ~18000 м²
(з яких 2000 м² задіяні з 2000 року)
Сайт: ska.ac.za/meerkat

MeerKAT або Масив телескопів Карру — радіотелескоп, що будується поблизу містечка Карнарвон (Carnarvon) у Північній Капській провінції на заході ПАР. Він стане найбільшим та найчутливішим телескопом Південної півкулі, що приймає сигнали в радіо-діапазоні (до того, як запрацює Square Kilometre Array (РаКК, Радіоантена площею Квадратний Кілометр) близько 2024)[1]. MeerKAT планують використовувати для досліджень космічного магнетизму, еволюції галактик, вивчення найбільших структурних утворень космосу, темної матерії та природи джерел космічних радіосигналів[1]. Також будівництво має продемонструвати технологічну спроможність ПАР збудувати та обслуговувати телескоп Square Kilometer Array[2]. Тестовий майданчик з семи антен, що має назву KAT-7, зведений та випробуваний у 2010-му році.

Технічні характеристики[ред. | ред. код]

Масив телескопів MeerKAT складатиметься з 64 антен (офсетні, системи Грегорі: дводзеркальні антени, оснащені допоміжним рефлектором ввігнутої форми). Кожна «тарілка» — діаметром 13,5 м[3]. Вибір конфігурації антен зумовлений вимогами до чутливості, якості прийому сигналу та захисту від небажаних джерел випромінювання на Землі та земній орбіті. Будова масиву MeerKAT нагадує дизайн одної з планованих складових Радіоантени площею у квадратний кілометр.

Устаткування MeerKAT дозволятиме застосовувати різні методи спостережень та отримувати широкий спектр даних.

Технічні характеристики
Кількість антен 64
Діаметр «тарілок» 13,5 м
Мінімальна база радіоінтерферометрії 29 м
Максимальна база радіоінтерферометрії 8 км
Діапазони частот приймаючих антен 0.58 — 1.015 ГГц

1 — 1.75 ГГц
8 — 14.5 ГГц

Continuum imaging dynamic range 1.4 ГГц 60 дБ
Line-to-line dynamic range 1.4 ГГц 40 дБ
Mosaicing imaging dynamic range 1.4 ГГц 27 дБ
Linear polarisation cross coupling across −3 дБ beam −30 дБ

Весь масив з 64 антен MeerKAT розподілятиметься на два компоненти:

  • Щільний внутрішній компонент об'єднуватиме 70 % антен. Вони розташовуватимуться згідно з нормальним розподілом, з дисперсією 300 м, найменшою відстанню 29 м і найбільшою — в 1 км.
  • Решта, зовнішній компонент, розміщені за подібним принципом, але з дисперсією 2500 м і з найдовшою відстанню 8 км.

Друга фаза робіт передбачає збільшення бази для вимірювання інтерференції до 20 км.

Будівництво[ред. | ред. код]

До початку будівництва команда Karoo Array Telescope працювала зі спеціально створеними Phased Experimental Demonstrator (PED) у Південно-Африканській астрономічній обсерваторії[4] та eXperimental Development Model Telescope (XDM) в Радіоастрономічній обсерваторії Hartebeesthoek[5].

У серпні 2009 стартувало будівництво на плато Карру[6]. Перші сім параболічних антен встановлено, а 2010 чотири з них об'єднані в інтегровану систему (названу КАТ-7) для отримання інтерферометричних даних астрономічних об'єктів. В грудні 2010 між одною з антен КАТ-7 і 26-метровою антеною обсерваторії Hartebeesthoek була зафіксована кореляція радіоінтерференції з наддовгою базою[7].

Згідно з попередніми планами будівництво масиву мало б завершитись у 2012[8], однак перегляд бюджету призвів до відтермінування[9]. Жодного фінансування не було надано від 2010 до 2012 року[10]. До 2015 року мають стати до роботи ще лише 15 «тарілок»[11].

Проте, залізобетонні фундаменти всіх антен MeerKAT були закладені до 11 лютого 2014. Майже 5000 м3 цементу і більш як 570 тон сталі були використані, основи антен дозволять астрономам працювати навіть при вітрі 65 км/год та гарантують цілісність антен при 144 км/год[12].

Згідно з оновленим планом робіт протягом 2016 року основні будівельні роботи мають завершитися і почнуться наукові дослідження. Всі антени працюватимуть, однак діапазон прийому сигналів становитиме лише 750 МГц. Кожна наступна робоча фаза означатиме підключення нового приймача, що дозволить досягти планової ширини смуги 4 ГГц.

Фази будівництва MeerKAT
2011

KAT-7

2016

MeerKAT Фаза 1

2018

MeerKAT Фаза 2 і 3

Кількість антен 7 64 64
Смуга частот (ГГц) 0.9 — 1.6 1.00 — 1.75 0.58 — 1.015

1.00 — 1.75
8 — 14.5

Максимальна робоча ширина смуги (ГГц) 0.256 0.75 2 (ціль 4)
Максимальна база радіоінтерферометрії (км) 0.2 8 20
Мінімальна база радіоінтерферометрії (м) 20 29 29

Заплановані спостереження[ред. | ред. код]

Протягом п'яти років астрономи, що подали заявки на проведення досліджень, матимуть змогу працювати з MeerKAT. Цілі наукових досліджень радіо-обсерваторії цілком відповідають задачам першої фази робіт РаКК, що підтверджує статус MeerKAT як основи майбутньої РаКК.

Науковий проект Керівники досліджень
Перевірка Теорії гравітації Ейнштейна та пошук гравітаційних хвиль — Вивчення фізики загадкових нейтронних зірок шляхом спостереження пульсарів. Проф. Метью Бейлз, Swinburne Centre for Astrophysics and Supercomputing, Австралія
LADUMA (Looking at the Distant Universe with the MeerKAT Array, Огляд віддалених ділянок Всесвіту за допомогою MeerKAT)[13] — над-глибоке вивчення нейтрального водню в ранньому Всесвіті. Д-р Сара Блит (Університет Кейптауна, Південна Африка), д-р Бенн Холверда (Європейське космічне агентство, Нідерланди)

д-р Ендрю Бейкер (Рутгерський університет, США)

MESMER (MeerKAT Search for Molecules in the, Пошук молекул у епоху реіонізації за допомогою MeerKAT) — Пошук CO у значному червоному зсуві (z>7) задля з'ясування ролі молекулярного водню у ранньому Всесвіті. Д-р Ян Гейвуд (Оксфордський університет, Сполучене Королівство)
Порівняльне дослідження за допомогою MeerKAT ліній поглинання атомічного водню і OH-ліній з віддалених сталих джерел (визначення коефіцієнтів OH-ліній може підказати яким чином в ранньому Всесвіті могли змінюватися фундаментальні константи). Д-р Нірай Гупта (ASTRON, Нідерланди)

д-р Рагунатан Шріананд (Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, Індія)

MHONGOOSE (MeerKAT HI Observations of Nearby Galactic Objects: Observing Southern Emitters, Спостереження за допомогою MeerKAT водневих ліній найближчих галактичних об'єктів: спостереження випромінюючих об'єктів південної півкулі) — Вивчення різних типів галактик, темної матерії та «космічної павутини». Проф. Ервін де Блок (Університет Кейптауна, ПАР)
TRAPUM — пошук і дослідження нових та незвичайних пульсарів. Д-р Бенджамен Стапперс (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Сполучене Королівство)

проф. Майкл Крамер (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Німеччина)

Вивчення за допомогою MeerKAT водневих ліній у Скупченні Піч, формування галактик і еволюція в кластерному середовищі. Д-р Паоло Серра (ASTRON, Нідерланди)
MeerGAL (MeerKAT High Frequency Galactic Plane Survey, Високочастотне вивчення галактичного диску за допомогою MeerKAT) — Galactic structure and dynamics, distribution of ionised gas, recombination lines, interstellar molecular gas and masers. Д-р Марк Томпсон (University of Hertfordshire, Сполучене Королівство), д-р Шарміла Гоедгарт (РаКК-Південна Африка, ПАР)
MIGHTEE (MeerKAT International GigaHertz Tiered Extragalactic Exploration survey, Міжнародне багаторівневе дослідження позагалактичних об'єктів за допомогою MeerKAT у ГГц-діапазоні) — Спостереження в глибокому континіумі ранніх радіо-галактик. Dr Курт ван дер Гейден (Університет Кейптауна, ПАР),

д-р Метт Ярвіс (University of the Western Cape, ПАР і University of Hertfordshire, Велика Британія)

ThunderKAT (The Hunt for Dynamic and Explosive Radio Transients with MeerKAT, Пошук за допомогою MeerKAT динамічних та вибухових радіо-випромінюючих об'єктів) — напр. гамма-спалахів, Нових та Наднових, а також нових типів джерел радіо-випромінення. Проф. Партік Вудт (Університет Кейптауна, ПАР)

проф. Роб Фендер (University of Southampton, Велика Британія)

MeerKAT також братиме участь у глобальних РНДБ-спостереженнях, співпрацюючи з усіма найбільшими обсерваторіями світу. Від Масиву телескопів Карру очікують суттєвого внеску в збільшення чутливості планетарної РНДБ-мережі. В майбутньому обсерваторія вирішуватиме задачі програми пошуку позаземного інтелекту та співпрацюватиме з NASA як приймач сигналів від космічних зондів.

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. а б «About MeerKAT».
  2. Campbell, Keith (3 April 2009). An array of technology spin-offs emerges as the 'MeerKAT' radio telescope gains traction. Martin Creamer Engineering News. Процитовано 2009-06-30. 
  3. SKA Africa eNews. SKA South Africa Project. Архів оригіналу за 15 жовтень 2010. Процитовано 27 October 2010. 
  4. History of PED. Karoo Array Telescope. Процитовано 4 January 2010. 
  5. Progress with KAT – XDM. Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory. Процитовано 2009-06-30. 
  6. Campbell, Keith (29 May 2009). Radio telescope project advances with issue of tender. Martin Creamer Engineering News. Процитовано 2009-06-30. 
  7. First HartRAO-KAT-7 VLBI fringes signal new capability. Архів оригіналу за 11 березень 2012. Процитовано 18 квітень 2016. 
  8. Science and Technology Dept Budget Vote 2009/10 Speech, 18 June 2009[недоступне посилання з лютий 2019]
  9. Square Kilometre Array (SKA) project plans on schedule states Pandor 9 November 2010. Архів оригіналу за 24 грудень 2012. Процитовано 18 квітень 2016. 
  10. South Africa National Budget — Estimates of National Expenditure, Table 34.6 «Research, Development and Innovation» page 766
  11. South Africa National Budget — Estimates of National Expenditure page 764
  12. MeerKAT telescope foundations complete. Phys.org. 2014-02-11. Процитовано 2014-02-19. 
  13. Home page for the LADUMA (Looking At the Distant Universe with the MeerKAT Array) survey. Архів оригіналу за 15 березень 2016. Процитовано 18 квітень 2016. 

Посилання[ред. | ред. код]