Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) – Чилидегі Параналь обсерваториясында орналасқан 4,1 метрлік айнасы бар кең өрісті рефлекторлық телескоп. Оны Еуропалық Оңтүстік обсерваториясы (ESO) басқарады және 2009 жылдың желтоқсан айында ғылыми жұмыстарды бастады. VISTA Лондон Корольдігі Мэри университетінің жетекшілігімен Ұлыбританиядағы университеттер консорциумы тарапынан жобаланып және құрастырылды. Ол Ұлыбританияның ESO-ға қосылу шартының бір бөлігі ретінде ESO-ға заттай үлес ретінде берілді, ал контрибуцияны Ұлыбританияның Ғылым және технологиялық жобаларды қаржыландыру кеңесі (STFC) төледі. Телескоптың бір ғана құралы бар: VIRCAM, Vista InfraRed CAMera. Бұл 16 арнайы детекторлары бар, инфрақызыл сәулелерге сезімтал және жалпы саны 67 миллион пикселді құрайтын 3 тонналық камера. 2022 жылға қарай орнату жоспарланған 2400 нысанды талшық арқылы қоректенетін көп нысанды спектрограф – 4MOST деп аталатын екінші буын құралы әзірленуде. Адам көзі көретіннен ұзын толқындылықта бақылау жасау VISTA-ға салқын болғандықтан, шаң бұлттарымен жасырылған немесе кеңістіктің кеңеюі салдарынан жарығы қызыл түске қарай созылғандықтан, көрінетін жарықта көруге мүмкін емес объектілерді зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл жарық ерте Ғаламнан ұзақ сапардан кейін жеткен. Жоба Ұлыбританияның 18 университетімен байланысты, олар Ұлыбритания үкіметінің бірлескен инфрақұрылымдық қорынан, сондай-ақ Бөлшектер физикасы және астрономия ғылыми-зерттеу кеңесінен қаржыландырылды. Жобаның құны 46 миллион еуро (36 миллион фунт стерлинг). Чилидегі бірнеше нысандарды қарастырғаннан кейін консорциум Еуропалық Оңтүстік обсерваториясының (ESO) Параналь обсерваториясын, атап айтқанда, Өте Үлкен телескоптан (VLT) 1500 метр қашықтықтағы екінші шыңды таңдады. Консорциум телескопты жобалау және құрылыс бойынша техникалық жауапкершілікті жүктеу үшін Ұлыбританияның Астрономиялық технологиялар орталығын таңдады. Екі жылдан кейін – 2002 жылы – Ұлыбритания ESO-ға қосылды, ал VISTA қосылу төлемақының заттай компонентіне айналды. Консорциум телескопты салуды және іске қосуды аяқтады, ал Ғылым және технологиялық жобаларды қаржыландыру кеңесі Ұлыбритания атынан телескопты ESO-ға тапсырды, оның барлық мүше елдерінің астрономдарына пайдасы тиеді.
The VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) is a wide field reflecting telescope with a 4.1 metre mirror, located at the Paranal Observatory in Chile. It is operated by the European Southern Observatory and started science operations in December 2009. VISTA was conceived and developed by a consortium of universities in the United Kingdom led by Queen Mary University of London and became an in kind contribution to ESO as part of the UK's accession agreement, with the subscription paid by the UK Science and Technology Facilities Council (STFC). The telescope has only one instrument: VIRCAM, the Vista InfraRed CAMera. This is a 3 tonne camera containing 16 special detectors sensitive to infrared light, with a combined total of 67 million pixels. A second generation instrument called 4MOST, a 2400 object fibre fed multi object spectrograph, is under development for installation around 2022. Observing at wavelengths longer than those visible to the human eye allows VISTA to study objects that may be almost impossible to see in visible light because they are cool, obscured by dust clouds or because their light has been stretched towards redder wavelengths by the expansion of space during the light's long journey from the early Universe. of 18 universities in the United Kingdom (UK), which obtained funding from a joint infrastructure fund of the UK government and further funding from the Particle Physics and Astronomy Research Council. The project is valued at €46M (£36M). After considering several sites in Chile, the consortium chose the Paranal Observatory of the European Southern Observatory (ESO), namely a secondary peak 1,500 m from the Very Large Telescope (VLT). The consortium selected the UK Astronomy Technology Centre to take technical responsibility for design and construction of the telescope. Two years later – in 2002 – the UK joined ESO, and VISTA became an in kind component of the joining fee. The consortium then completed the construction and commissioning of the telescope, and the Science and Technology Facilities Council – on behalf of the UK – handed over the telescope to ESO, for the benefit of astronomers in all its member countries.
VISTA зерттеулері
2010 жылы басталған VISTA зерттеулерінің ғылыми мақсаттары қазіргі астрофизикадағы ең қызықты мәселелерді қамтиды, олар қара энергияның сипатынан бастап Жерге жақын астероидтардың қатеріне дейін. VISTA зерттеулерінің әрқайсысы туралы толық ақпаратты ESO — VISTA зерттеулері веб-сайтында және ESO — Қоғамдық зерттеу жобалары веб-бетінен алуға болады.
The scientific goals of the VISTA surveys, which started in 2010, include many of the most exciting problems in astrophysics today, ranging from the nature of dark energy to the threat of near Earth asteroids. More information about each of the VISTA surveys can be found on the ESO — VISTA Surveys website and in the ESO — Public Surveys Projects webpage.
VISTA-мен ғылым
VISTA үлкен телескоп болғандықтан, оның көріс өрісі де кең, ол әлсіз нысандарды анықтап қана қоймай, кең аспан аумағын да жылдам қамти алады. Әрбір VISTA суреті толық Айдың ауданынан шамамен он есе үлкен аспан бөлігін түсіреді және ол бұрынғы инфрақызыл аспан зерттеулерімен, мысалы, өте табысты Екі Микрондық Аспан Зерттеуімен салыстырғанда, қырық есе жоғары сезімталдықпен бүкіл оңтүстік аспандағы нысандарды анықтап, каталогтауға қабілетті. Бұл байқау мүмкіндігінің артуы – бұл қанағаттандырылмаған көзден Галилейдің алғашқы телескопына дейінгі сезімталдықтың өсуімен салыстыруға болады – көптеген жаңа нысандарды ашуға және оңтүстік аспандағы сирек және ерекше нысандардың толық тізімін жасауға мүмкіндік береді. VVV астрономиялық зерттеуінен алынған инфрақызыл өлшемдері ғарыштық қашықтық сатысын нығайту үшін қолданылды, атап айтқанда жұлдыздық шоғырлар мен Цефеидтік айнымалы жұлдыздарға сенімді қашықтықтарды анықтау арқылы.
Because VISTA is a large telescope that also has a large field of view it can both detect faint sources and also cover wide areas of sky quickly. Each VISTA image captures a section of sky covering about ten times the area of the full Moon and it will be able to detect and catalogue objects over the whole southern sky with a sensitivity that is forty times greater than that achieved with earlier infrared sky surveys such as the highly successful Two Micron All Sky Survey. This jump in observational power—comparable to the step in sensitivity from the unaided eye to Galileo's first telescope—will reveal vast numbers of new objects and allow the creation of far more complete inventories of rare and exotic objects in the southern sky. Infrared measurements from the VVV astronomical survey have been employed to bolster the cosmic distance ladder, namely by providing reliable distances to star clusters and Cepheid variable stars.
VISTA суреттерінің таңдауы
Бірінші жарияланған суретте (сол жақта) Оран тұмандығы (NGC 2024) көрсетілген. Бұл – Орион (Аңшы) шоқжұлдызындағы газ бен шаңнан құралған, керемет жұлдыз туу ошағы және оның айналасы. Көрінетін жарықта нысанның ядросы тығыз шаң бұлттарының артында жасырылған, бірақ VISTA инфрақызыл толқындарда түсірілген суреті бұл тұмандылықты тесіп өтіп, ішіндегі ыстық, жас жұлдыздар шоғырын аша алады. VISTA камерасының кең көру бұрышы NGC 2023 тұмандығының сәулесін және әйгілі Атбасар тұмандығының көлеңкелі бейнесін де түсіреді. Сол жақта, Оран тұмандығы суретінің астында, "Көк лагуна" суреті көрсетілген – бұл VVV зерттеуінің бір бөлігі ретінде түсірілген инфрақызыл сурет. Онда Сағашы шоқжұлдызында шамамен 4000–5000 жарық жылы қашықтықта орналасқан Лагуна тұмандығы (әрі Мессье 8 деп те аталады) деп аталатын жұлдыздық балабақша көрсетілген. VISTA біздің галактикамыздан әлдеқайда алысқа да көз жеткізе алады. Сол жақтағы мысалда (Орион тұмандығы суретінің астында) телескоп Форнакс (Химиялық пеш) шоқжұлдызындағы галактикалар шоғырының «отбасылық» суретін түсірді. Кең көру бұрышы бір суретте көптеген галактикаларды түсіруге мүмкіндік береді, оның ішінде керемет спиральді NGC 1365 және үлкен эллипстік галактика NGC 1399 бар. Сурет спектрдің жақын инфрақызыл бөлігінде Z, J және Ks сүзгілері арқылы алынған суреттерден құрастырылған және галактикалар шоғырының көптеген мүшелерін бір суретте көрсеткен. Төменгі оң жақта әсем спиральді галактика NGC 1365, ал сол жақта үлкен эллипстік галактика NGC 1399 және оның айналасында әлсіз шар тәрізді галактикалар шоғыры орналасқан. Суреттің көлемі шамамен 1 градусқа 1,5 градус, ал жалпы түсіру уақыты 25 минутты құрайды.
The first released image (left) shows the Flame Nebula (NGC 2024), a spectacular star forming cloud of gas and dust in the familiar constellation of Orion (the Hunter) and its surroundings. In visible light the core of the object is hidden behind thick clouds of dust, but the VISTA image, taken at infrared wavelengths, can penetrate the murk and reveal the cluster of hot young stars hidden within. The wide field of view of the VISTA camera also captures the glow of NGC 2023 and the ghostly form of the famous Horsehead Nebula. An image of the "Blue Lagoon" is seen on the left (below the Flame Nebula picture) — it is an infrared image taken as part of the VVV survey. It shows the stellar nursery called the Lagoon Nebula (also known as Messier 8), which lies about 4000–5000 light years away in the constellation of Sagittarius (the Archer). VISTA can also stare far beyond our galaxy. In the example on the left (below the image of the Orion Nebula) the telescope took a family photograph of a cluster of galaxies in the constellation of Fornax (the Chemical Furnace). The wide field allows many galaxies to be captured in a single image including the striking barred spiral NGC 1365 and the big elliptical galaxy NGC 1399. The image was constructed from images taken through Z, J and Ks filters in the near infrared part of the spectrum and has captured many of the cluster members in a single image. At the lower right is the elegant barred spiral galaxy NGC 1365 and to the left the big elliptical NGC 1399, surrounded by a swarm of faint globular clusters. The image is about 1 degree by 1.5 degrees in extent and the total exposure time was 25 minutes.
Телескоптың құрылысы
Аспанның үлкен аумақтарын шектеулі ажыратылыммен қайта-қайта суретке түсіру мақсаты ерекше оптикалық дизайнға әкелді. Негізгі айна – диаметрі 4,1 м және шамамен f/1 фокус қатынасы бар ойыс гиперболоид. Айнаның қалыңдығы 17 см, ал ортасында камераны Кассегрен фокусына орналастыру үшін 1,2 м тесік бар, пішіні менсиск тәрізді. Ол Германиядағы Schott компаниясымен Zerodur материалынан құйылды, содан кейін LZOS (Мәскеу) компаниясы жылтыратып, қалыпқа келтірді. Бұл айна осындай пішінде және осынша қысқа фокус қатынасындағы ең ірі айна; оны жылтыратуға 2 жыл кетті, бұл күтілгеннен ұзақ болды. Айна 81 актуатормен (артқы жағында) және 24 актуатормен (шетінде) демеленген, бұл оның пішінін компьютермен басқаруға мүмкіндік береді. Екінші айна – диаметрі 1,24 м болатын дөңес гиперболоид. Екі гиперболалық айнаның үйлесімі осы дизайсты квази-Ритчи-Кретьен дизайнына жақындастырады. Біріктірілген фокус қатынасы шамамен f/3 құрайды, бірақ екі айнаның жеке бейне сапасы нашар болар еді. Екінші айна гексапод тірегіне орнатылған, сондықтан оның орны, бағыты және бұрылуы компьютермен басқарылады. Инфрақызыл камераны Ратерфорд-Эпплтон зертханасы, Ұлыбританияның Астрономиялық Технологиялар Орталығы және Дарем университетінен құралған консорциум жасады, бұл камера әлемдегі ең ірісі, салмағы шамамен үш тонна. Телескоп пен камера бір оптикалық жүйені құрайды, себебі камерадағы үш өріс түзетуші линзасы детекторларға аспанның нақты бейнесін проекциялау үшін маңызды. Инфрақызыл камера үшін телескоп пен күмбезден келетін жылу сәулесін тоқтату да өте маңызды. Бұл өріс түзетуші линзаларының алдында орналасқан салқындатылған баффлдар тізбегі арқылы жүзеге асырылады. Сонымен қатар, екінші айнаның мөлшері кішірейтілген, бұл шеткі детекторлардың негізгі айнаның шетінен тыс жердегі жылу құрылымдарын көруіне жол бермейді; осының салдарынан бейне жазықтығының кез келген нүктесі үшін апертура 3,7 м құрайды. Бұл дизайн камераның вакуумдық криостатын (детекторларды және баффлдарды салқындататын) 2 метрден астам ұзын, ал алдыңғы терезесінің диаметрі 95 см болуын талап етеді. Детекторлардың алдында орналасқан сүзгі дөңгелегі инфрақызыл сәулеленудің белгілі бір толқын ұзындығы диапазонын таңдауға мүмкіндік береді. Аспандағы 1,65° диаметрге сәйкес келетін аймақта бейне жазықтығында 16 инфрақызыл детекторлар массиві орналасқан.
The objective to repeatedly image large areas of sky at seeing limited resolution led to a unique optical design. The primary mirror is a concave hyperboloid with 4.1 m diameter and about f/1 focal ratio. The mirror has a meniscus shape of 17 cm thickness with a central 1.2 m hole to accommodate the camera at the Cassegrain focus. It was cast from Zerodur by Schott in Germany and subsequently polished and figured by LZOS, Moscow. It is the largest mirror of this shape and of such short focal ratio; polishing it took 2 years, which was longer than anticipated. The mirror is supported by a number of actuators (81 on the back and 24 around the edge), which allow its shape to be controlled by computers. The secondary mirror is a convex hyperboloid of 1.24 m diameter. The combination of the two hyperbolic mirrors makes this a quasi Ritchey Chrétien design. The combined focal ratio is about f/3, but the image quality of the two mirrors alone would be poor. The secondary mirror is mounted on a hexapod support so that its position, tip, and tilt are also computer controlled. The infrared camera was built by a consortium composed of the Rutherford Appleton Laboratory, the UK Astronomy Technology Centre, and Durham University, and is the world's largest at almost three tonnes. Telescope and camera form a single optical design, as the three field correction lenses in the camera are essential for the projection of a focussed image of the sky on the detectors. For an infrared camera, it is also vital to block heat radiation from the telescope and dome. This is accomplished by a sequence of cooled baffles in front of the field corrector lenses. Also, the secondary mirror is undersized to avoid edge detectors viewing warm structure outside the edge of the primary; this means the aperture seen by any point in the image plane is 3.7 m. This design requires the camera's vacuum cryostat – which cools the detectors as well as the baffles – to be more than 2 m long, with a front window of 95 cm diameter. A filter wheel just in front of the detectors allows the selection of a particular infrared wavelength range. Over an area corresponding to 1.65° diameter on the sky, the image plane has 16 arrays of infrared detectors,
Жұмыс істеу және деректер ағыны
Телескоп аяқталып, ESO-ға тапсырылды, ол VISTA үшін алты қоғамдық зерттеуді іріктеді, бұл қолданылатын бақылау уақытының 75% құрайды. Қалған уақытты пайдалануға арналған жеке зерттеулер ESO-ға ұсынылады, ол мақұлданған ұсыныстарды бақылау кестесіне енгізеді. Байқаулар Параналь обсерваториясының операторларымен VLT басқару ғимаратынан қашықтан жүзеге асырылады. Үлкен детектор массивінің және инфрақызыл толқын ұзындығында қажетті қысқа және жиі экспозициялардың үйлесімі бір түндік 200–300 ГБ жоғары деректер ағынына әкеледі. Параналь обсерваториясындағы жылдам қарау күнделікті сапаны бақылау үшін қолданылады, бірақ деректердің негізгі ағыны – шикі деректерді дерек архивіне енгізу үшін Германияның Мюнхен қаласына жақын орналасқан ESO бас кеңсесіне жіберу. Пайдаланушылар «іздерді» (жоғарыда қараңыз) алуға және оларды калибрлеу арнасы арқылы өткізуге болады, бұл аспаптық артефактілерді жоюға және астрометрия мен фотометрияны калибрлеуге мүмкіндік береді. Мұрағатталған деректер Ұлыбританиядағы VISTA дерек ағыны жүйесіне көшіріледі, онда «іздер» плиткаларға біріктіріледі (жоғарыда қараңыз) және олардан бастапқы каталогтар жасалады.
On completion, the telescope was handed over to ESO, which has selected six public surveys for VISTA, taking up 75% of the available observing time. Proprietary surveys to occupy the remaining time are proposed to ESO, which will schedule approved proposals for observation. The observations are carried out by operators at the Paranal Observatory, remotely from the VLT control building. The combination of the large detector array and the short and frequent exposures necessary at infrared wavelengths results in a high data rate of 200–300 GB per night. A quick look reduction at the Paranal Observatory will be used for daily quality control, but the principal data flow is to transfer the raw data to ESO headquarters in Garching near Munich, Germany, for ingestion into the data archive. Users can extract paw prints (see above) and pass them through a calibration pipeline to remove instrumental artefacts and calibrate the astrometry and photometry. The archive data will also be copied to the VISTA Data Flow System in the UK, where the paw prints will be combined into tiles (see above) and where source catalogues will be prepared from these.