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 | |
| 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 |
|
| Монтировка | Альт-азимутальная |
| Сайт | pole.uchicago.edu |
 Медиафайлы на Викискладе | |
История
правитьПервый 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
правитьТелескоп 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
правитьСамый 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
правитьПервый 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- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ South Pole Telescope: Telescope Optics. pole.uchicago.edu. Дата обращения: 27 февраля 2020. Архивировано 12 августа 2020 года.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ The Antarctic Sun: News about Antarctica - Explosive Event. antarcticsun.usap.gov. Дата обращения: 27 февраля 2020. Архивировано 27 февраля 2020 года.
- ↑ 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.
- ↑ 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
- Официальный сайт Архивная копия от 27 февраля 2020 на Wayback Machine (англ.)