NenuFAR

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
NenuFAR
Антени NenuFAR, розташовані у міні-решітках по 19 антен
Антени NenuFAR, розташовані у міні-решітках по 19 антен
Антени NenuFAR, розташовані у міні-решітках по 19 антен
Країна Франція
Відкритожовтень 2019
Сайт:nenufar.obs-nancay.fr
NenuFAR. Карта розташування: Франція
NenuFAR
NenuFAR
NenuFAR (Франція)
Мапа

NenuFAR (англ. New Extension in Nançay Upgrading LOFAR) — радіотелескоп в радіообсерваторії Нансе у Солоні у Франції. Він працює в діапазоні частот 10-85 МГц (довжини хвиль 4-30 м).

Основними науковими цілями NenuFAR є виявлення радіосигналів, пов'язаних з появою перших зір у Всесвіті, і проявів плазмових взаємодій між гігантськими екзопланетами та їхніми зорями.

Режими роботи

[ред. | ред. код]

NenuFAR може працювати в трьох режимах:

  • автономний режим низькочастотної радіокамери, що дозволяє швидко створювати зображення в широкому полі з низькою роздільною здатністю: як правило, на частоті 40 МГц у дуже великому миттєвому полі зору (250 квадратних градусів) можна, наприклад, створювати зображення з кутовою роздільною здатністю 1° і часовою роздільною здатністю 1 секунда або з кутовою роздільною здатністю 9' і часовою роздільною здатністю кілька годин;
  • режим формування променя, дуже велика автономна фазована решітка;

Ці три режими можуть застосовуватися NenuFAR одночасно[2], що робить його складним, але потужним інструментом.

Наукові завдання

[ред. | ред. код]

Темні віки і космічний світанок

[ред. | ред. код]

Між випромінюванням космічного мікрохвильового фону приблизно через 400 000 років після Великого вибуху і появою перших галактик кілька сотень мільйонів років потому лежать «темні віки Всесвіту». Теорія[3] передбачає, що взаємодія між темною матерією, воднем і випромінюванням має створювати сигнал на лінії 21 см (частота 1420 МГц), який на червоних зсувах z=15-30, відповідає частотам між 50-100 МГц. Автономний режим NenuFAR добре підходить для вимірювання спектру флуктуацій на таких частотах радіосигналу на ділянках неба з кутовими відстанями від 10' до 1°[4].

Взаємодія екзопланет, зір і плазми

[ред. | ред. код]

Очікується, що частина відомих екзопланет можуть бути намагніченими та взаємодіяти електромагнітно зі своїми зорями[5]. Виявлення відповідного радіовипромінювання дасть інформацію про магнітне поле та внутрішню структуру екзопланет, їх період обертання, нахил орбіти та тип їх взаємодії із зорями[6]. Це дасть обмеження на придатність цих планет для життя[7]. Це відкриє нове тематичне поле: порівняльне дослідження магнітосфери та екзопланетної плазми. Перевагою NenuFAR є дослідження низькочастотної області (нижче 85 МГц), бо, наприклад, радіовипромінювання Юпітера дуже інтенсивне лише на частотах нижче 40 МГц.

Пульсари

[ред. | ред. код]

Висока миттєва чутливість і широке поле зору NenuFAR добре підходять для пошуку та дослідження пульсарів на низьких частотах. Очікується виявлення нових пульсарів, обмеження на магнітосферу пульсарів і їх механізм радіовипромінювання, вивчення процесів розповсюдження радіосигналів крізь середовище, уточнення часу надходження імпульсів для пошуку гравітаційних хвиль і для дослідження сильних гравітаційних полів. Для таких задач добре підходить режим формування променя. Перші дані вже дозволили виявити багато нових пульсарів[8].

Перехідні джерела

[ред. | ред. код]

В режимі автономного спостереження NenuFAR проводитиме систематичну широкопольну дослідницьку програму транзієнтних (швидкоплинних) радіоастрономічних явищ з чутливістю 0,1-1 янських у швидкому режимі та 1-10 мДж у повільному режимі. Очікувані джерела включають гігантські імпульси позагалактичних пульсарів, таємничі швидкі радіоімпульси та радіовипромінювання, пов'язане з утворенням гравітаційних хвиль та гамма-спалахів під час злиття нейтронних зір[9][10][11].

Галактики

[ред. | ред. код]

У режимі радіоінтерферометра з наддовгою базою LOFAR і NenuFAR прерше досягають достатньо високої чутливості і кутової роздільної здатності, щоб на частотах нижче 100 МГц дослідити морфологію галактик, зокрема їхні активні ядра та міжзоряне середовище.

Міжзоряне середовище

[ред. | ред. код]

У режимі радіоінтерферометра з наддовгою базою LOFAR може за допомогою ефекту Фарадея визначати тонку структуру міжзоряного магнітного поля і таким чином вивчати турбулентність міжзоряної плазми.

Особливості приладу

[ред. | ред. код]

NenuFAR є мережею з 1938 антен, що складається з випромінювача, розробленого в Сполучених Штатах для приладу Long Wavelength Array[12], і дуже високопродуктивного попереднього підсилювача, розробленого лабораторією Subatech[fr] та радіообсерваторією Нансе. Це обладнання робить NenuFAR найкращою існуючою низькочастотною антеною[13].

Ядро NenuFAR становлять 96 шестикутних міні-решіток по 19 антен кожна, розподілених у щільній конфігурації на ділянці діаметром 400 м. Кожна міні-решітка фазується когерентно в аналоговому режимі, а сигнали з 96 міні-решіток потім оцифровуються та обробляються.

Спеціальна система прийому на основі програмованих логічних інтегральних схем створена та впроваджена спільно з паризькою компанією ALSE.

Автономний режим зображення забезпечується компактним ядром NenuFAR і 6 міні-решітками (114 антен), розташованими на відстані до 3 км від ядра.

Історія

[ред. | ред. код]

1 липня 2019 року NenuFAR почав в режимі випробувань проводити свої перші наукові спостереження[14]. На той час працювало близько 60 % його елементів[15]. Телескоп був офіційно відкритий 3 жовтня 2019[16][17].

Загальна вартість будівництва NenuFAR, включаючи витрати на персонал, склала близько 12 мільйонів євро. Фінансування надійшло від Національного дослідницького агентства, регіону Центр — Долина Луари, ACAV+[18], Орлеанського університету та Національного центру наукових досліджень.

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Julien Girard (2 janvier 2015). Développement de la Super Station LOFAR & observations planétaires avec LOFAR, thèse de doctorat. tel.archives.ouvertes.fr. Процитовано 5 juillet 2015.
  2. ↑ SKA, son éclaireur français NenuFAR et les précurseurs (PDF). http://as-ska-lofar.fr/atelier-sf2a-2018.html. 5 juillet 2018. Процитовано 4 septembre 2018.
  3. ↑ Semelin, B.; Eames, E.; Bolgar, F.; Caillat, M. (5 вересня 2017). 21SSD: a public data base of simulated 21-cm signals from the epoch of reionization. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (англ.). 472 (4): 4508–4520. doi:10.1093/mnras/stx2274. ISSN 0035-8711. Процитовано 5 вересня 2018.
  4. ↑ L., Koopmans,; J., Pritchard,; G., Mellema,; J., Aguirre, (2015-4). The Cosmic Dawn and Epoch of Reionisation with SKA. Advancing Astrophysics with the Square Kilometre Array (AASKA14) (англ.). Процитовано 4 вересня 2018.
  5. ↑ P., Zarka,; J., Lazio,; G., Hallinan, (2015-4). Magnetospheric Radio Emissions from Exoplanets with the SKA. Advancing Astrophysics with the Square Kilometre Array (AASKA14) (англ.). Процитовано 5 вересня 2018.
  6. ↑ Hess, S. L. G.; Zarka, P. (6 червня 2011). Modeling the radio signature of the orbital parameters, rotation, and magnetic field of exoplanets. Astronomy & Astrophysics (англ.). 531: A29. doi:10.1051/0004-6361/201116510. ISSN 0004-6361. Процитовано 4 вересня 2018.
  7. ↑ W., Lazio, T. Joseph; Evgenya, Shkolnik,; Gregg, Hallinan,; Team, Planetary Habitability Study (2016-6). Planetary Magnetic Fields: Planetary Interiors and Habitability. Planetary Magnetic Fields: Planetary Interiors and Habitability, Final Report funded by the Keck Institute for Space Studies, 2016, 147pp. (англ.). Процитовано 5 вересня 2018.
  8. ↑ Low frequency pulsars monitoring with NenuFAR and LOFAR FR606 (PDF). http://as-ska-lofar.fr/atelier-sf2a-2018.html. 5 juillet 2018. Процитовано 5 septembre 2018.
  9. ↑ SF2A 2015. http://cdsads.u-strasbg.fr (anglais) . 12/2015. Процитовано 10 septembre 2018.
  10. ↑ SF2A2016. http://cdsads.u-strasbg.fr (anglais) . 12/2016. Процитовано 10 septembre 2018.
  11. ↑ Fast Radio Bursts: Searches, Sensitivities & Implications. arxiv.org (anglais) . 16 février 2016. Процитовано 10 septembre 2018.
  12. ↑ Hicks, Brian C.; Paravastu-Dalal, Nagini; Stewart, Kenneth P.; Erickson, William C. (2012-10). A Wide-Band, Active Antenna System for Long Wavelength Radio Astronomy. Publications of the Astronomical Society of the Pacific (англ.). 124 (920): 1090–1104. doi:10.1086/668121. ISSN 0004-6280. Процитовано 5 вересня 2018.
  13. ↑ Jupiter synchrotron imaging with LOFAR - SF2A2012. cdsads.u-strasbg.fr (anglais) . 12/2012. Процитовано 10 septembre 2018.
  14. ↑ Radiotélescope de nouvelle génération, NenuFAR entre en exploitation scientifique - Observatoire de Paris - PSL Centre de recherche en astronomie et astrophysique. www.obspm.fr. Процитовано 17 квітня 2020.
  15. ↑ Nathalie Picard (16 avril 2019). NenuFAR, un radiotélescope dernière génération. Le Monde (français) .
  16. ↑ Vahé Ter Minassian (1er octobre 2019). Un NenuFAR pour scruter l'Univers. Le Temps (français) .
  17. ↑ Daniel Cléry (11 octobre 2019). Telescope seeks clues to exoplanet interiors. Science (anglais) .
  18. ↑ Instruments. www.dimacav-plus.fr. Процитовано 17 квітня 2020.

Посилання

[ред. | ред. код]

Офіційний сайт

Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=NenuFAR&oldid=42427594