Pealdis: Jodrelli panga algne juhtimislaud, kust avaneb vaade Lovelli teleskoobile. Autor: Anthony Holloway.
Eelmisel nädalal vaatasime avastuskeskuse Jodrelli panga vaatluskeskuse avalikku nägu. Kuid sel nädalal saame selle muljetavaldava ja ajaloolise observatooriumi südames kulissideta tuuri.
Dr Tim O’Brien on Jodrell Banki vaatluskeskuse asedirektor ja Manchesteri ülikooli füüsika- ja astronoomiakooli astrofüüsika lugeja. Teleskoopide, juhtimisruumi ja arvutite ringkäiku alustades selgitab ta Jodrelli rolli raadioastronoomia ajaloolises arengus. Observatooriumi keskmes asuv Lovelli teleskoop on tänapäeval 1. klassi hoone, mis on ka praeguste ja tõepoolest tulevaste teadusuuringute tipptasemel.
Jodrell Bank oli algselt ülikooli botaanikaosakonna prooviplats. Observatooriumi asutas sir Bernard Lovell, kui trammide sekkumine häiris kosmiliste kiirte uurimist, mida ta tegi ülikooli peamises ülikoolilinnas füüsikakoolis. Sir Bernard viis oma radariseadmed 1945. aastal sellesse asukohta, et proovida kosmiliste kiirte ioniseeritud radadelt raadio kaja leida, kuid rajas selle asemel meteooride uurimiseks täiesti uue ala.
Lovelli teleskoop (algselt Mark I) oli suurim juhitav raadioteleskoop maailmas (läbimõõduga 76,2 m) ja ainus, mis suutis jälgida Sputnik 1 stardiraketti 1957. aastal; see on endiselt suuruselt kolmas maailmas. Lisaks selliste sondide jälgimisele ja vastuvõtmisele, nagu Pioneer 5 1960 ja Luna 9 1966, võimaldas pidev uuendusprogramm mõõta vahemaid Kuust ja Veenusest ning uurida pulsareid, astrofüüsikalisi masereid, kvasare ja gravitatsiooniläätsi. See on pakkunud kõige ulatuslikumaid binaarsete tähesüsteemide pulsaatorite uuringuid ja avastanud esimese pulsaari globaalses klastris. See tuvastas esimese gravitatsiooniläätse ja seda on kasutatud ka SETI vaatluste jaoks. Pidev uuendusprogramm on oma kolmandal peegeldaval pinnal teinud selle võimsamaks kui kunagi varem.
1964. aastal valmis Mark II elliptiline raadioteleskoop. See seisab põllu keskel, kääbustades väikese vaatleva kupli, mis asub Tim'i optilise õpetamise teleskoobiga ja ümbritsetud sõjajärgsete majadega, mis on nimetatud neis tehtud uurimistöö järgi, nii et ühte nimetatakse Radiantiks (pärast meteoore) ja teist Kuuks. Suurema teljega 38,1 m ja väiksema teljega 25,4 m kasutatakse Mark II-d peamiselt Lovelli kõrval peamiselt e-MERLINi (mitme elemendiga raadioga seotud interferomeetri võrgu) osana, Ühendkuningriigi riikliku raadioastronoomia rajatisena, mis asub Jodrellist. See hõlmab kuni 7 raadioskaala: Lovell, Mark II, Cambridge, Defford, Knockin, Darnhall ja Pickmere. e-MERLINil on pikim lähtejoon (teleskoopide eraldamine) 217 km ja eraldusvõime parem kui 50 milliarcsekundit, mis on võrreldav Hubble'i kosmoseteleskoobiga, kuid raadio, mitte nähtava lainepikkusega. Jodrelli Manchesteri haru võõrustab ka Tšiilis Suurbritannia piirkondlikku keskuse ALMA-d (Atacama suure millimeetri / alam-millimeetri massiiv).
Teleskoop “42ft” seisab pearuumi sissepääsu juures, kus asub kontrollruum. Teleskoopide peamine ülesanne on Krabi udukogu südames asuva Pulsari pidev jälgimine (kogu aeg horisondi kohal). Tim näitas sel hetkel oma muljetavaldavat peotrikki, näidates matemaatiliselt, et ulatus on tõepoolest suunatud krabi Pulsari poole, arvutades pulsari parempoolse tõusmise (05h 34m 31,97s) ja deklinatsiooni (+ 22d 00m 52,1s), kus see asuks. omal ajal taevas. See on kogunud üle 30 aasta andmeid, mis moodustab 4% pulsari vanusest, andes elulisi vihjeid pulsarstide arengu kohta.
Pealkiri: Dr Tim O’Brien vestleb prof Brian Coxi ja Dara O’Biainiga kontrollruumis Stargazing Live'i krediidi ajal: Manchesteri ülikool
Tim oli piisavalt lahke, et lubas mind juhtimisruumis, mida saidi tavakülastajad sageli ei näe, ehkki see mängib BBC TV iga-aastast Stargazing Live'i sarja, mida võõrustavad profid Brian Cox ja Dara O’Briain. See illustreerib suurepäraselt Jodrelli ajaloolist ja praegust rolli raadioastronoomias. See on imeliselt briti segu kõige kaasaegsemast arvutitehnoloogiast, 1950. aasta originaalvarustusest ja kõigist vahepealsetest punktidest. Ühes nurgas on massiivsed lameekraanimonitorid, mis kuvavad ja saavad juhtida kõiki ulatusi, aatomkell puit- ja klaasikappide kõrval, kus on tõmbevardad, mis jälgivad õhurõhku, tuule kiirust ja temperatuuri kõikumisi paberirullidel või -ketastel. Ruumi keskel on originaalne hobuserauakujuline juhtimislaud, mis pärineb 1950ndatest.
Suurest aknast avaneb vaade Lovelli vaateväljale, mis oli minu visiidi ajal pargitud, samal ajal kui peegeldavale kausile anti uus värvikiht, mis oli suunatud pidurite abil otse zeniiti. Kui vaatluse ajal tuuled suurenevad, tuleb tassi tõsta ja viia taevasse kõrgemale sihtpunktile. Kui tuuled jõuavad 45 miili tunnis, tuleb roog parkida sellesse püstisesse kohta. Õnneks ei juhtu seda sageli. Lume suur kuhjumine võib tassi kuju moonutada, nii et see tuleb välja visata. Kontrollruumis on mehitatud 24 tundi ööpäevas 365 päeva aastas. Terves toas on väga rahuldaval hulgal vilkuvaid tulesid, helisignaale, nuppe ja lüliteid. Nagu Tim õigesti ütleb: "Te vajate palju vilkuvaid tulesid."
Jodrellil on arvukalt üldotstarbelisi ja spetsialiseeritud andmetöötluse klastrid. Alates 1960. aastatest on Lovell ja Mark II olnud regulaarselt seotud VLBI-ga (väga pikk algtaseme interferomeetria), mis hõlmab teleskoope kogu Euroopas, Hiinas ja Aafrikas ning mida saab ühendada ka VLBA-ga (väga pikk algtaseme massiiv) Ameerikas, et luua teleskoop. planeedi suurus, mis on võimeline tekitama teravaimaid pilte kogu astronoomias. VLBI toas on tohutu hulk vastuvõtjaid ja salvestusseadmeid. See hõlmab GPS-vastuvõtjat täpsusega 0,5 millisektrit, mida tuntakse sümpaatselt täieliku täpse kellana, ehkki neil on uuemad 25 nanosekundi täpsusega ja nende masti aatomkell on täpsusega 1 osa 10 ^ 15-st või 1 sekund iga 30 miljoni aasta tagant! Nimed on Jodrellil üsna asi. Viis signaaligeneraatorit, mida kasutatakse vastuvõtjas sageduste teisendamiseks, on kenasti märgistatud Sharon, Tracy, Nigel, Kevin ja Darren.
Pealdis: Mark II teleskoop Jodrelli pangas. Autor: Autor
Jodrell oli teerajajaks raadioteleskoopide ühendamisega sadade kilomeetrite kaugusel ja ehitas spetsiaalse optilise kiudoptilise võrgu, mis ühendab kõiki seitset e-MERLIN-i teleskoopi. Tim pidas efekti muljetavaldavalt suure ja raske koormaga sinise ukse ees, mida oli kaunistatud arvukate dramaatiliste hoiatusmärkidega ja kohmetud pahatahtlikult, käega tugeval juhthoobil. See oli e-MERLINi korrelaatori kodu, kõigi seitsme teleskoobi fookus ja võrgu süda, see peab olema hoolikalt varjestatud, et see ei segaks raadioside ulatust kohapeal. Tim toppis sisestuskoodi sisse, tõmbas kangi ja õrn humooritus muutus kõrvulukustavaks mühaks, kui sisenesime metallist ruumi, hoides kliimaseadet külmas. Nurgas on massiivsed gaasiballoonid, mis on tulekahju korral ruumi täitmiseks valmis. Keskel on suitsutatud klaasist kapp, suurusega riidekapp, mis sisaldab arvutijagarit koos teleskoopidega ühendatud kollaste kiudoptiliste kaablide festoonidega ja toob tuppa sama palju andmeid kui kogu ülejäänud Ühendkuningriigi Interneti-reisid kokku.
Jodrelli tööl on umbes 40 töötajat, lisaks töötab veel üle 100 Manchesteri ülikooli Alan Turingi hoones. Rühma uurimisprogrammide loetelu hõlmab kõiki astronoomia aspekte alates Suure Paugu uurimisest kuni eksoplaneetide avastamiseni. Nad on Einsteini gravitatsiooniteooria testimiseks kasutanud pulsaatoreid, mille eest neile anti EÜ Descartes'i teaduspreemia. Nad töötasid välja ESA kosmoselaeva Planck madala müratasemega võimendid, mis annavad järgmisel aastal teada oma kosmoloogiatulemustest. Euroopa raadioteleskoopide võrgu abil kasutavad nad impulsse, et proovida Einsteini ennustatud gravitatsioonilaineid esmakordselt tuvastada.
Tulevikku vaadates on käimas peamise juhtimishoone kõrval tööd uue hoone ehitamiseks, et rajada Aafrikas ja Austraalias paiknev SKA rahvusvaheline projektibüroo (ruutkilomeetri massiiv), mis valmib umbes 2024. aastal, on 21. sajandi maailma suurim raadioteleskoop. Lahkudes küsin Timilt, mis oleks tema tuleviku sooviloendis (kõigil astronoomidel on soovide nimekiri, kas pole?). Ta sooviks näha SKA-taolist süsteemi, mida laiendataks põhjapoolkera hõlmama, ja tulevast teleskoopi, mis võiks teha reaalajas vaatlusi kogu taevast, suunates koheselt mööduvad objektid, näiteks nova, mis on tema enda uurimistöö põhirõhk. Ma arvan, et Sir Bernard kiidaks selle heaks.
Lisateavet Jodrelli panga astrofüüsika keskuse kohta
