좌표:22°57'31 ″S 67°47'15 ″W/22.9586°S 67.7875°W/ -22.9586; -67.7875

아타카마 우주 망원경

Atacama Cosmology Telescope
아타카마 우주 망원경
세로 토코를 배경으로 한 아타카마 우주 망원경
대체명ACTpol Edit this at Wikidata
일부라노 데 샤이난토르 천문대 Edit this on Wikidata
위치아타카마 사막
좌표22°57'31 ″S 67°47'15 ″W/22.9586°S 67.7875°W/ -22.9586; -67.7875 Edit this at Wikidata
파장28,41,90,150,220GHz (1.07,0.73,0.33,0.20,0.14cm)
퍼스트 라이트2007년10월22일
망원경 스타일우주 마이크로파 배경 실험
전파망원경 Edit this on Wikidata
지름6미터
웹사이트act.princeton.edu Edit this at Wikidata
Atacama Cosmology Telescope is located in Chile
Atacama Cosmology Telescope
아타카마 우주 망원경 위치
커먼즈 관련 매체
[Wikidata 편집]

아타카마 우주 망원경(ACT)은 칠레 북부 아타카마 사막의 세로 토코에 위치한 우주론적 밀리미터파 망원경입니다.[1]ACT는 빅뱅 과정에 의해 남겨진 유물 복사인 우주 마이크로파 배경 복사(CMB)를 연구하기 위해 고감도, 아크분 해상도, 마이크로파 파장 조사를 하늘에 만들었습니다.San Pedro de Atacama에서 40 km 떨어진 고도 5,190 미터 (17,030 피트)에 위치한, 그것은 세계에서 가장 높은 지상 망원경들 중 하나였습니다.[a]

ACT, 남극 망원경, WMAP 위성, 플랑크 위성과 같은 우주 마이크로파 배경 실험은 우주론의 표준 람다-CDM 모델에 대한 기초적인 증거를 제공했습니다.ACT는 CMB의 파워 스펙트럼에서 7개의 음향 피크를 처음으로 감지하고 가장 극단적인 은하단을 발견했으며 쌍대 운동학적인 선야예프-젤도비치 효과를 통해 은하단의 움직임을 최초로 통계적으로 감지했습니다.[3]

ACT는 2007년에 제작되었으며 2007년 10월에 첫 번째 수신기인 밀리미터 볼로미터 어레이 카메라(MBAC)로 첫 번째 빛을 보았습니다.ACT에는 양극화에 민감한 관측을 가능하게 하는 두 가지 주요 수신기 업그레이드가 있습니다: ACTPol[4](2013-2016)과 Advanced ACT[5](2017-2022).ACT 관측은 2022년 중반에 종료되었습니다.ACT는 미국 국립 과학 재단의 자금 지원을 받습니다.

과학목표

COBE, BOMERANG, WMAP, CBI, 남극 망원경 및 기타 많은 실험에 의한 우주 마이크로파 배경 복사(CMB)의 측정은 우주론, 특히 우주의 초기 진화에 대한 우리의 지식을 크게 발전시켰습니다.ACT가 조사한 아크미닛 해상도에서 은하단이 CMB에 각인을 남기는 선야예프-젤도비치 효과가 두드러집니다.이 탐지 방법은 성단의 질량에 대한 적색편이 독립적인 측정을 제공하며, 이는 매우 먼 고대 성단이 가까운 성단만큼 탐지하기 쉽다는 것을 의미합니다.

패치와 깊이 지도를 관측하는 아타카마 우주 망원경

은하단의 감지와 가시광선과 엑스선의 추적 측정은 빅뱅 이후 우주 구조의 진화를 보여줍니다.이것은 우주의 지배적인 구성 요소로 보이는 신비한 암흑 에너지의 본질에 대한 우리의 이해를 증진시키기 위해 사용됩니다.

우주 마이크로파 배경 복사의 고감도 관측은 우주론적 매개변수의 정밀한 측정, 다른 과학적 목표들 중에서 은하단의 검출, 우주 진화의 역사의 초기와 후기를 조사할 수 있게 합니다.

과학적 하이라이트

ACT는 운영 전반에 걸쳐 다음과 같은 내용으로 과학계에 기여했습니다.

  • CMB의 파워 스펙트럼에서 7개의 음향 피크를 최초로 검출.[6]
  • CMB 지도에서만 중력 렌즈를 최초로 감지할 수 있습니다.[7]
  • 광학 퀘이사와 CMB 렌즈 사이의 상호 상관관계에 대한 첫 번째 측정.
  • CMB렌즈와 은하렌즈의 교차 상관관계 첫 측정
  • 가장 극단적인 은하단의 발견.[8]
  • 운동학적 쌍대인 수냐예프-젤도비치 효과를 이용한 은하단의 움직임의 첫 측정.[9][10]
  • 허블 상수의 업데이트된 추정치를 제공했습니다.[11]
  • CMB 데이터만으로 암흑 에너지의 증거 제공
  • 거대 후광에 의한 CMB 렌즈의 최초 통계적 검출
  • 속도 재구성 방법을 이용한 은하단들의 움직임의 [12]첫 측정
  • 첫 번째 관절 열 및 운동학적 Sunyaev-Zeldovich 효과 은하 프로파일 측정
  • 플래닛 나인에 대한 맹목적인 수색.[14]

위치

칠레 칼라마 인근에서 바라본 안데스 산맥 항공 전경.ACT는 세로 토코(Cerro Toco), 세로 차즈난토르(Cerro Chajnantor)와 리칸카부르(Licancabur) 화산 근처에 위치해 있습니다.

대기 중의 수증기는 마이크로파 복사를 방출하여 CMB의 측정값을 오염시킵니다. 이러한 이유로 CMB 망원경은 건조하고 높은 고도의 위치에서 이점을 얻습니다.ACT는 칠레 북부 아타카마 사막의 안데스 산맥의 건조하고 높은 (그러나 쉽게 접근할 수 있는) 차잔토르 고원에 위치하고 있습니다.아타카마 사막의 예외적인 관측 조건과 도로 및 인근 항구를 통한 접근성 때문에 CBI, ASTE, 난텐, APEX 및 ALMA를 포함한 여러 다른 천문대가 이 지역에 위치해 있습니다.이 천체 관측소들과 망원경들은 주로 밀리미터와 밀리미터 이하 파장의 천체 망원경들의 군집인 Llano de Chajnantor Observatory를 형성합니다.

설계.

외부 지상 스크린 상단에서 바라본 아타카마 우주 망원경.분할된 기본 미러의 상단 절반은 망원경과 함께 움직이는 내부 접지 화면 위에서 볼 수 있습니다.
아타카마 우주 망원경.이 사진에서는 지상 화면이 아직 완성되지 않아 망원경을 볼 수 있었습니다.

망원경

ACT는 축 외 그레고리안 망원경입니다.이 축 외 구성은 점 퍼짐 기능에서 아티팩트를 최소화하는 데 유용합니다.망원경 반사경은 6미터(236인치) 기본 거울과 2미터(79인치) 보조 거울로 구성됩니다.두 미러 모두 세그먼트로 구성되어 있으며, 71개(1차) 및 11개(2차) 알루미늄 패널로 구성되어 있습니다.이 패널들은 회전 타원체 모양을 따르며 조심스럽게 정렬되어 접합면을 형성합니다.대부분의 망원경이 관측하는 동안 회전하는 하늘을 추적하는 것과 달리, ACT는 망원경의 방향을 일정한 고도로 유지하고 초당 2도의 비교적 빠른 속도로 방위각을 앞뒤로 스캔하여 하늘을 관측합니다.망원경의 회전 부분의 무게는 약 32톤(35단톤)이므로 상당한 엔지니어링 문제가 발생합니다.망원경을 둘러싼 접지 스크린은 지상에서 방출되는 마이크로파 방사선의 오염을 차단합니다.망원경의 설계, 제작, 시공은 브리티시 컬럼비아 주 밴쿠버의 다이내믹 스트럭쳐스(Dynamic Structures)에서 이루어졌습니다.

기구

ACT는 3대의 계기 카메라를 동시에 수용할 수 있습니다.시간이 지남에 따라 이러한 카메라는 기존의 MBAC 설계에서 현재의 Advanced ACT 기기로 점차 업그레이드되어 편광 감도 및 하나의 기기 모듈에서 여러 주파수를 감지할 수 있는 기능 등의 기능이 추가되었습니다.ACT의 각 카메라는 3개의 렌즈 시스템으로 구성되어 있으며, 그레고리안 포커스는 검출기 초점면으로 재구성되고, 라이엇 스톱은 1차 미러를 재구성하여 미광 완화를 가능하게 합니다.

ACT의 3개 렌즈는 굴절률(n=3)이 높기 때문에 밀리미터에 있는 기기에 바람직한 재료인 극저온 냉각 반사 방지 코팅 실리콘으로 만들어졌습니다.ACTPol과 AdvACT의 반사 방지 코팅은 당시 지상 기반 CMB 망원경의 혁신인 서브 파장 구조 메타물질 실리콘으로 만들어졌습니다.광학 부품과 검출기 모듈은 플라스틱 창으로 진공 상태로 유지됩니다.필터 스택은 mm 파장 관측에 해로운 적외선 복사를 거부합니다.

방사선은 전환 에지 센서 볼로미터에 열적으로 결합되며, 이 볼로미터는 SQUID 배열을 사용하여 판독됩니다.

관측치

관측은 145GHz, 215GHz 및 280GHz의 세 주파수에서 약 1/60도의 분해능으로 수행됩니다.각 주파수는 총 3072개의 검출기에 대해 3cm x 3cm (1.2인치 x 1.2인치), 1024개의 소자 배열로 측정됩니다.이 감지기는 초전도 전이 에지 센서로, 높은 감도로 CMB의 온도를 수백만 분의 1도 이내로 측정할 수 있는 기술입니다.[15]극저온 헬륨 냉장고 시스템은 검출기를 절대영도의 3분의 1로 유지합니다.

탐지기

ACT는 3대에 걸친 카메라를 보유하고 있습니다.각각의 카메라는 수년간 최적화된 특수 검출기 기술의 발전의 결과물입니다.이러한 카메라는 높은 감도를 달성하기 위해 초전도 전이 에지 센서 어레이를 활용합니다.

ACT 초점면(MBAC)을 채우기 위한 첫 번째 카메라 배열은 각각의 카메라가 자신의 대역에 민감하고 편광 민감도가 없는 세 개의 카메라로 구성되었습니다.2세대 카메라(ACTPol)는 편광 감도를 추가했고 최초의 카메라는 두 개의 밴드(이크로익)에 민감하게 반응했습니다.3세대 카메라(AdvACT)는 ACTPol에서 달성한 진보를 통합하여 모든 카메라가 두 개의 대역에 민감하게 반응할 수 있게 했습니다.

단계 배열 주파수(GHz) 센스( µK √) 폴. 몇 해 패치
MBAC ar1 148 30 아니요. 2008-2010 등남쪽
ar2 217 ? 아니요. 2008-2010
ar3 277 ? 아니요. 2010
ACTPOL pa1 150 17-29 네. 2013-2015 D2 D5 D6 D56 D80 BN
pa2 150 13-18 네. 2014-2016
pa3 90 16 네. 2015-2016
150 21-22
AdvACT pa4 150 18.2 네. 2017-2021 AA 일-N 일-S
220 34.1
pa5 98 12.5 네. 2017-2021
150 13.9
파6 98 11.3 네. 2017-2019
150 12.6
pa7 27 ? 네. 2020-2021
39 ?


인스티튜트스

ACT에는 프린스턴 대학교, 코넬 대학교, 펜실베니아 대학교, NASA/GSFC, 존스 홉킨스 대학교, 브리티시 컬럼비아 대학교, NIST, 칠레 폰티피아 대학교, 콰줄루나탈 대학교, 페리미터 이론물리학 연구소, 캐나다 이론천체연구소 등에서 협력자들이 있습니다.물리학, 스탠포드 대학교, 스토니브룩 대학교, 카디프 대학교, 아르곤 국립 연구소, Haverford College, Rutgers 대학교, 피츠버그 대학교, UC 버클리, 서던 캘리포니아 대학교, 옥스퍼드 대학교, 파리 새클레이 대학교, 일리노이 대학교 어바나 샴페인, SLAC 내셔널 액셀러레이터 La보라토리, 칼텍, 맥길 대학교, 컴퓨터 천체물리학 센터, 애리조나 주립 대학교, 컬럼비아 대학교, 카네기 멜론 대학교, 시카고 대학교, 해버포드 대학교, 플로리다 주립 대학교, 웨스트 체스터 대학교, 예일 대학교, 토론토 대학교.[16]

참고 항목

메모들

  1. ^ 80cm(31인치) 계측기인 RLT(Receiver Lab Telescope)는 5,525m(18,125ft)로 더 높지만 이동 가능한 운송 컨테이너의 지붕에 고정되어 영구적이지는 않습니다.[2]2009년 도쿄 대학 아타카마 천문대는 둘 다보다 상당히 높습니다.

참고문헌

  1. ^ Fowler, J. W.; Niemack, M. D.; Dicker, S. R.; Aboobaker, A. M.; Ade, P. A. R.; Battistelli, E. S.; Devlin, M. J.; Fisher, R. P.; Halpern, M.; Hargrave, P. C.; Hincks, A. D. (10 June 2007). "Optical design of the Atacama Cosmology Telescope and the Millimeter Bolometric Array Camera". Applied Optics. 46 (17): 3444–3454. arXiv:astro-ph/0701020. Bibcode:2007ApOpt..46.3444F. doi:10.1364/AO.46.003444. ISSN 0003-6935. PMID 17514303. S2CID 10833374.
  2. ^ Marrone; et al. (2005). "Observations in the 1.3 and 1.5 THz Atmospheric Windows with the Receiver Lab Telescope". Sixteenth International Symposium on Space Terahertz Technology: 64. arXiv:astro-ph/0505273. Bibcode:2005stt..conf...64M.
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  4. ^ Niemack, M. D.; Ade, P. A. R.; Aguirre, J.; Barrientos, F.; Beall, J. A.; Bond, J. R.; Britton, J.; Cho, H. M.; Das, S.; Devlin, M. J.; Dicker, S. (16 July 2010). "ACTPol: a polarization-sensitive receiver for the Atacama Cosmology Telescope". In Holland, Wayne S.; Zmuidzinas, Jonas (eds.). Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy V. Vol. 7741. San Diego, California, USA. pp. 537–557. arXiv:1006.5049. doi:10.1117/12.857464. S2CID 27705474.{{cite book}}: CS1 유지 관리: 위치 누락 게시자(링크)
  5. ^ Henderson, S. W.; Allison, R.; Austermann, J.; Baildon, T.; Battaglia, N.; Beall, J. A.; Becker, D.; De Bernardis, F.; Bond, J. R.; Calabrese, E.; Choi, S. K. (1 August 2016). "Advanced ACTPol Cryogenic Detector Arrays and Readout". Journal of Low Temperature Physics. 184 (3): 772–779. arXiv:1510.02809. Bibcode:2016JLTP..184..772H. doi:10.1007/s10909-016-1575-z. ISSN 1573-7357. S2CID 53411729.
  6. ^ Dunkley, J.; Hlozek, R.; Sievers, J.; Acquaviva, V.; Ade, P. A. R.; Aguirre, P.; Amiri, M.; Appel, J. W.; Barrientos, L. F.; Battistelli, E. S.; Bond, J. R.; Brown, B.; Burger, B.; Chervenak, J.; Das, S. (20 September 2011). "The Atacama Cosmology Telescope: Cosmological Parameters from the 2008 Power Spectrum". The Astrophysical Journal. 739 (1): 52. arXiv:1009.0866. doi:10.1088/0004-637X/739/1/52. ISSN 0004-637X. S2CID 31436593.
  7. ^ Das, Sudeep; Sherwin, Blake D.; Aguirre, Paula; Appel, John W.; Bond, J. Richard; Carvalho, C. Sofia; Devlin, Mark J.; Dunkley, Joanna; Dünner, Rolando; Essinger-Hileman, Thomas; Fowler, Joseph W.; Hajian, Amir; Halpern, Mark; Hasselfield, Matthew; Hincks, Adam D. (5 July 2011). "Detection of the Power Spectrum of Cosmic Microwave Background Lensing by the Atacama Cosmology Telescope". Physical Review Letters. 107 (2): 021301. doi:10.1103/PhysRevLett.107.021301. PMID 21797590.
  8. ^ Menanteau, Felipe; Hughes, John P.; Sifón, Cristóbal; Hilton, Matt; González, Jorge; Infante, Leopoldo; Felipe Barrientos, L.; Baker, Andrew J.; Bond, John R.; Das, Sudeep; Devlin, Mark J.; Dunkley, Joanna; Hajian, Amir; Hincks, Adam D.; Kosowsky, Arthur (20 March 2012). "THE ATACAMA COSMOLOGY TELESCOPE: ACT-CL J0102–4915 "EL GORDO," A MASSIVE MERGING CLUSTER AT REDSHIFT 0.87". The Astrophysical Journal. 748 (1): 7. arXiv:1109.0953. doi:10.1088/0004-637X/748/1/7. ISSN 0004-637X. S2CID 204931508.
  9. ^ Ferreira, P. G.; Juszkiewicz, R.; Feldman, H. A.; Davis, M.; Jaffe, A. H. (10 April 1999). "Streaming Velocities as a Dynamical Estimator of Ω". The Astrophysical Journal. 515 (1): L1–L4. doi:10.1086/311959. ISSN 0004-637X.
  10. ^ Hand, Nick; Addison, Graeme E.; Aubourg, Eric; Battaglia, Nick; Battistelli, Elia S.; Bizyaev, Dmitry; Bond, J. Richard; Brewington, Howard; Brinkmann, Jon; Brown, Benjamin R.; Das, Sudeep; Dawson, Kyle S.; Devlin, Mark J.; Dunkley, Joanna; Dunner, Rolando (23 July 2012). "Evidence of Galaxy Cluster Motions with the Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect". Physical Review Letters. 109 (4): 041101. doi:10.1103/PhysRevLett.109.041101. ISSN 0031-9007. PMID 23006072.
  11. ^ Choi, Steve K.; Hasselfield, Matthew; Ho, Shuay-Pwu Patty; Koopman, Brian; Lungu, Marius; Abitbol, Maximilian H.; Addison, Graeme E.; Ade, Peter A. R.; Aiola, Simone; Alonso, David; Amiri, Mandana; Amodeo, Stefania; Angile, Elio; Austermann, Jason E.; Baildon, Taylor (30 December 2020). "The Atacama Cosmology Telescope: a measurement of the Cosmic Microwave Background power spectra at 98 and 150 GHz". Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 2020 (12): 045. arXiv:2007.07289. doi:10.1088/1475-7516/2020/12/045. ISSN 1475-7516. S2CID 220525420.
  12. ^ Atacama Cosmology Telescope Collaboration; Schaan, Emmanuel; Ferraro, Simone; Amodeo, Stefania; Battaglia, Nicholas; Aiola, Simone; Austermann, Jason E.; Beall, James A.; Bean, Rachel; Becker, Daniel T.; Bond, Richard J.; Calabrese, Erminia; Calafut, Victoria; Choi, Steve K.; Denison, Edward V. (15 March 2021). "Atacama Cosmology Telescope: Combined kinematic and thermal Sunyaev-Zel'dovich measurements from BOSS CMASS and LOWZ halos". Physical Review D. 103 (6): 063513. doi:10.1103/PhysRevD.103.063513.
  13. ^ Atacama Cosmology Telescope Collaboration; Schaan, Emmanuel; Ferraro, Simone; Amodeo, Stefania; Battaglia, Nicholas; Aiola, Simone; Austermann, Jason E.; Beall, James A.; Bean, Rachel; Becker, Daniel T.; Bond, Richard J.; Calabrese, Erminia; Calafut, Victoria; Choi, Steve K.; Denison, Edward V. (15 March 2021). "Atacama Cosmology Telescope: Combined kinematic and thermal Sunyaev-Zel'dovich measurements from BOSS CMASS and LOWZ halos". Physical Review D. 103 (6): 063513. doi:10.1103/PhysRevD.103.063513.
  14. ^ Naess, Sigurd; Aiola, Simone; Battaglia, Nick; Bond, Richard J.; Calabrese, Erminia; Choi, Steve K.; Cothard, Nicholas F.; Halpern, Mark; Hill, J. Colin; Koopman, Brian J.; Devlin, Mark; McMahon, Jeff; Dicker, Simon; Duivenvoorden, Adriaan J.; Dunkley, Jo (1 December 2021). "The Atacama Cosmology Telescope: A Search for Planet 9". The Astrophysical Journal. 923 (2): 224. doi:10.3847/1538-4357/ac2307. ISSN 0004-637X.
  15. ^ Fowler, J.; et al. (2007). "Optical Design of the Atacama Cosmology Telescope and the Millimeter Bolometric Array Camera". Applied Optics. 46 (17): 3444–54. arXiv:astro-ph/0701020. Bibcode:2007ApOpt..46.3444F. doi:10.1364/AO.46.003444. PMID 17514303. S2CID 10833374.
  16. ^ "ACT public webpage".

외부 링크

위키미디어 커먼즈에는 아타카마 우주 망원경과 관련된 매체가 있습니다.