Атакама шөліндегі VST телескопы: әлемдегі ең ірі көрінетін жарықпен аспанды зерттейтін телескоп. ESO және Италияның ынтымақтастығы. Астрономиялық зерттеулер.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Атакама шөліндегі телескоп, Чили
Telescope in the Atacama Desert, Chile
VLT Survey Telescope (VST) – Чилидің солтүстігіндегі Атакама шөліндегі ESO-ның Параналь обсерваториясында орналасқан телескоп. Ол Cerro Paranal шыңындағы төрт өте үлкен телескоптың (VLT) бірлік телескоптарымен тікелей іргелес орналасқан. VST – айдың толық көрінісінен екі есе кеңірек көріс бұрышына ие кең өрісті зерттеу телескопы. Бұл – аспанды көрінетін жарықпен ғана зерттеуге арналған әлемдегі ең ірі телескоп. VST бағдарламасы 1997 жылы Италияның Неаполь қаласындағы Osservatorio Astronomico di Capodimonte (OAC) мен Еуропалық Оңтүстік обсерваториясы (ESO) арасындағы ынтымақтастық нәтижесінде басталды. OAC – Istituto Nazionale di AstroFisica (INAF) институтының құрамындағы институттардың бірі, ол жобаның технологиялық және ғылыми аспектілерін үйлестіру үшін Centro VST a Napoli (VSTceN) атты жеке институт құрды. VSTceN-ді VST жобасының профессоры Массимо Капаччоли құрып, басқарды және ол OAC-та орналасқан. ESO мен VSTceN комиссия кезеңінде бірлесіп жұмыс істеді, ал ESO құрылыс жұмыстары мен күмбезді салуға жауапты болды. Қазір телескоп бақылау жүргізуді бастады және ESO оның жұмысын басқару мен техникалық қызмет көрсетуге толық жауапкершілікті алды.
The VLT Survey Telescope (VST) is a telescope located at ESO's Paranal Observatory in the Atacama Desert of northern Chile. It is housed in an enclosure immediately adjacent to the four Very Large Telescope (VLT) Unit Telescopes on the summit of Cerro Paranal. The VST is a wide field survey telescope with a field of view twice as broad as the full Moon. It is the largest telescope in the world designed to exclusively survey the sky in visible light. The VST program is a cooperation between the Osservatorio Astronomico di Capodimonte (OAC), Naples, Italy, and the European Southern Observatory (ESO) that began in 1997. The OAC is one of the institute members of Istituto Nazionale di AstroFisica (INAF), which created a separate institute for the coordination of both technological and scientific aspects of the project, named Centro VST a Napoli (VSTceN). VSTcen was founded and directed by Prof. Massimo Capaccioli of the VST project, and hosted at the OAC. ESO and VSTceN collaborated in the commission phase, while ESO was responsible for the civil engineering works and the dome on site. The telescope has now started observations and ESO is solely responsible for managing its operations and maintenance.
Телескоптық оптика
Телескоптың екі айнасы бар, негізгі (M1) және кішігірім екінші айна (M2), олар аспаннан жарықты OmegaCAM камерасына шағылыстырады. Екі айна да жылулық кеңею коэффициентінің төмендігіне байланысты таңдалған, Ситалл деп аталатын кристалл керамикалық материалдан жасалған. VST негізгі айнасы екі айнаның ішіндегі ең үлкені, диаметрі 265 см және қалыңдығы 14 см. Екінші айнаның диаметрі 93,8 см, қалыңдығы 13 см, ол M1 өлшемінен кем. VST-нің бастапқы оптикалық компоненттері Мәскеудегі Литкарино шыны зауытында өндірілді. Айналар жоспарланған мерзімнен бұрын аяқталды, бірақ 2002 жылы Чилиге жеткен кезде негізгі айнаның сынық, ал екінші айнаның зақымдалғандығы анықталды. Жаңа негізгі және жөнделген екінші айна 2006 жылы Чилиге жеткізілді. Компьютерлік басқарудағы белсенді оптикалық жүйе M1 пішінін және M2 орнын бақылайды. Бұл технология айналарды әрқашан оңтайлы жағдайда ұстау арқылы оптикалық бейне сапасын сақтайды. M1 айнаның астында орналасқан 84 осьтік мотордан және 24 радиалды жылжудан тұратын итергіш желі арқылы үздіксіз қайта қалыптастырылады. Сондай-ақ негізгі айна ұясында телескоптың оптикалық конфигурациясын екі линзадан тұратын түзетушіден атмосфералық дисперсияны түзетушіге (ADC) ауыстыру арқылы өзгертуге қабілетті тағы бір құрал бар. Бұл құрал призмалардың кері айналу жиынтығынан тұрады, ол биіктік бұрышының өзгеруіне байланысты ауа массасының өзгеруінен туындаған оптикалық дисперсия құбылыстарын түзетуге мүмкіндік береді. Екінші айна экспозиция кезінде айнаны бұруға қабілетті деформацияланатын платформа арқылы белсенді басқарылады. Активті оптикалық жүйеге сонымен қатар Shack Hartmann толқын фронты сенсоры кіреді, ол негізгі айна ұясының астында жергілікті бағыттау жүйесімен бірге орнатылған және оптикалық түзету туралы кері байланыс бере алады. Бұл жүйелер VST-ге бағыттау, қадағалау және активті оптикалық басқару тұрғысынан дербес жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
The telescope has two mirrors, the primary (M1) and a smaller secondary mirror (M2), which reflect light from the sky down to the OmegaCAM camera. Both mirrors are made from a crystalline ceramic material called Sitall, chosen for its low coefficient of thermal expansion. The VST primary mirror is the larger of the two, with a diameter of 265 cm and a thickness of 14 cm. The secondary mirror is less than half the size of M1 with a diameter of just 93.8 cm and a thickness of 13 cm. VST's original optical components were manufactured at the Lytkarino Glass Factory, Moscow. The mirrors were completed ahead of schedule, but on arrival in Chile in 2002, the primary was found to be broken and the secondary was damaged. The new primary and repaired secondary arrived in Chile in 2006. A computer controlled active optics system controls the shape of M1 and the position of M2. This technology preserves the optical image quality by keeping the mirrors optimally positioned at all times. M1 is continuously reshaped by an actuator network of 84 axial motors distributed under the mirror surface and 24 radial dislocated laterally. Also in the primary mirror cell is another instrument able to modify the telescope's optical configuration by moving from a corrector composed by a double set of lenses, to an atmospheric dispersion corrector (ADC) composed of a counter rotating set of prisms, able to correct the optical dispersion phenomena due to the variation of air mass induced by changing the altitude angle. The secondary mirror is actively controlled by a deformable platform able to tilt the mirror during exposure. The active optics system also includes a Shack Hartmann wavefront sensor, mounted under the primary mirror cell together with the local guide system, able to furnish the optical correction feedback. These systems give the VST the capability to be autonomous in terms of guiding, tracking and active optics control.
OmegaCAM
Cassegrain фокусында VST кең өрісті бейнелеу камерасы (OmegaCAM) орналасқан, ол 32 2Kx4K CCD матрицасынан (барлығы 268 мегапиксель) құралған және Нидерланды, Германия, Италия және ESO арасындағы халықаралық консорциуммен жасалған. OmegaCAM-ның құрылымдық ерекшеліктеріне төрт қосымша CCD камерасы кіреді: екеуі автоматты бағдарлау үшін, екеуі – бейнелерді онлайн талдау үшін. 12 түрлі сүзгіге дейін қолдануға болады, олар ультракүлгін сәуледен бастап жақын инфрақызылға дейін қамтиды. Бүкіл детекторлар жүйесі үлкен девар терезесінің артында шамамен −140 градус Цельсий температурасында вакуумда жұмыс істейді. Бұл терезе детекторларды ауа мен ылғалдан қорғаумен қатар, қосымша түзетуші линза болып та қызмет етеді.
At its Cassegrain focus, the VST hosts an imaging wide field camera (OmegaCAM), comprising a mosaic of 32 2Kx4K CCDs (268 megapixels total), and produced by an international consortium between the Netherlands, Germany, Italy, and the ESO. Design features of OmegaCAM include four auxiliary CCD cameras, two for auto guiding and two for on line image analysis. Up to 12 filters can be used, ranging from ultraviolet to near infrared. The entire detector system operates in vacuum at about −140 degrees Celsius behind a large dewar window. This window not only protects the detectors from air and moisture, but also acts as an additional corrector lens.
ККТ зерттеулері
VST-нің негізгі міндеті – Өте Үлкен Телескопты зерттеулермен қолдау көрсету, оның ішінде кең ауқымды, көп түсті бейнелеу зерттеулері мен сирек кездесетін астрономиялық нысандарды іздеу. Үш зерттеу 2011 жылдың қазанында "Халыққа арналған зерттеулер" жобасы аясында басталды, оларды жүзеге асыруға бес жылға жуық уақыт қажет болады деп күтілуде. Бұл – Килоградустық зерттеу (KiDS), VST ATLAS және Оңтүстік Галактикалық Жазықтықтың VST фотометриялық Hα зерттеуі (VPHAS+). Олар жоғары энергетикалық квазарларды іздеуден бастап, қара энергияның мәнін түсінуге дейінгі көптеген астрономиялық мәселелерге бағытталған. Зерттеулер туралы толық ақпаратты ESO VST Surveys веб-сайтынан табуға болады. OmegaCAM құралымен алынған деректердің көлемі зор. Жыл сайын шамамен 30 терабайт қамыт дерек өндіріледі және олар Еуропаның деректер орталықтарына өңдеу үшін жіберіледі. Гронинген мен Неапольде мұндай үлкен дерек ағынын басқару үшін жаңа және күрделі бағдарламалық жүйе әзірленді. Өңдеудің нәтижесінде табылған нысандардың үлкен тізімі мен суреттері пайда болады, олар әлемдік астрономдарға ғылыми талдау үшін қолжетімді болады.
The primary function of the VST is to support the Very Large Telescope by providing surveys – both extensive, multi colour imaging surveys and more specific searches for rare astronomical objects. Three started in October 2011 as part of the Public Surveys Project, and they are anticipated to take five years to carry out. These are the Kilo Degree Survey (KiDS), VST ATLAS and the VST Photometric Hα Survey of the Southern Galactic Plane (VPHAS+). They focus on a wide range of astronomical issues from searching for highly energetic quasars to understanding the nature of dark energy. More information about the surveys can be found on the ESO The VST Surveys website. The data volume produced by OmegaCAM is large. About 30 terabytes of raw data will be produced per year and will flow back into data centres in Europe for processing. A novel and sophisticated software system has been developed at Groningen and Naples to handle the very large data flow. The end products from the processing will be huge lists of the objects found, as well as images, and these will be made available to astronomers worldwide for scientific analysis.
Құрылыс
2002 жылы Еуропадан Чилиге тасымалданатын кезде алғашқы айнаның жоғалғандығы телескоп құрылысын кешіктірді. Жаңа негізгі айна және жөнделген екінші айна 2006 жылы аяқталды. VST ATLAS зерттеуі арқылы телескоп астрофизикадағы ең маңызды сұрақтардың біріне – қара энергияның табиғатына жауап беруге бағытталған. Зерттеу галактикалардың қуат спектрінде анықталатын және материяның таралуына ерте ғаламдағы дыбыс толқындарының із қалдырған шағын амплитудалы "бариондық тербелістер" деп аталатын тербелістерді анықтауды мақсат етеді. Қара энергияның күй теңдеуін осы тербелістердің ерекшеліктерін өлшеу арқылы анықтауға болады. Бұрынғы зерттеулерге сүйенсек, VST ғалам туралы қазіргі түсінікті өзгертетін күтпеген жаңалықтар ашуы мүмкін. VST-нің алғашқы суретінде (оң жақта төменде) бұрын-соңды көрінбеген Мессье 17 жұлдыз түзету аймағы, сондай-ақ Омега тұмандығы немесе Аққу тұмандығы көрсетілген. Газ, шаң және жас, ыстық жұлдыздардан тұратын бұл кең аймақ Құс жолының ортасында, Сарыарқа шоқжұлдызында орналасқан. VST-нің көру бұрышы соншалықты үлкен, тұмандықтың барлық бөлігі, оның әлсіз сыртқы жағы да түсірілген және суреттің барлық бөлігінде өте айқын болып сақталады. Деректер Э.А. Валентин және Гронингендегі және басқа да әріптестері әзірлеген Astro WISE бағдарламалық жүйесі арқылы өңделді.
The loss of the first mirror in 2002 while being transported from Europe to Chile caused delays in the construction of the telescope. The new primary and repaired secondary were completed in 2006. Through the VST ATLAS survey, the telescope will target one of the most fundamental questions in astrophysics today: the nature of dark energy. The survey aims to detect small amplitude oscillations known as ´baryon wiggles’ that can be detected in the power spectrum of galaxies and are the imprint of sound waves in the early Universe on the distribution of matter. The dark energy equation of state can be determined by measuring the features of these oscillations. Extrapolating from previous surveys, it is very likely that the VST will make some unexpected discoveries with major consequences for the current understanding of the Universe.]] The first released VST image (below on the right) shows the star forming region Messier 17, also known as the Omega Nebula or the Swan Nebula, as it has never been seen before. This vast region of gas, dust and hot young stars lies in the heart of the Milky Way in the constellation of Sagittarius (The Archer). The VST field of view is so large that the entire nebula, including its fainter outer parts, is captured — and retains its superb sharpness across the entire image. The data were processed using the Astro WISE software system developed by E. A. Valentijn and collaborators at Groningen and elsewhere.