남극 망원경

South Pole Telescope
남극 망원경
South pole telescope nov2009.jpg
2009년 11월 남극 망원경
대체 이름SPT Wikidata에서 편집
일부아문센-스콧 남극점
이벤트 호라이즌 망원경 Edit this on Wikidata
장소남극 조약 지역
좌표89°59′22″s 45°00′00″w/89.9894°S 45°W/ -89.9894; -45좌표: 89°59º22ºS 45°00ºW / 89.9894°S 45°W / -89.9894; -45 Edit this at Wikidata
고도2.8km(9,200피트)[1]
지었다.2006년 11월~2007년 2월(2006년 11월~2007년 2월)
초광2007년 2월 16일
망원경 스타일우주 마이크로파 배경 실험
그레고리 망원경
전파 망원경 Edit this on Wikidata[3]
직경10.0m(32피트 10인치)[3][4]
이차 직경1 m (3 피트 3 인치)
덩어리280 t (280,000 kg)[1] Wikidata에서 편집
각도 분해능1 아크 분
집하 영역78.5m2(845평방피트)
마운트알타지무트 마운트 Edit this on Wikidata[3] Edit this at Wikidata
교체된남극 서브밀리미터 망원경 및 원격 관측소 Edit this on Wikidata
웹 사이트pole.uchicago.edu Edit this at Wikidata
South Pole Telescope is located in Antarctica
South Pole Telescope
남극 망원경 위치
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[Wikidata에서 편집]

남극 망원경(SPT)은 남극 아문센-스콧 남극 기지에 위치한 지름 10미터(390인치) 망원경이다.망원경은 전자파 스펙트럼의 마이크로파, 밀리파 및 서브밀리파 영역에서의 관측을 위해 설계되었으며, 우주 마이크로파 배경(CMB)[5]에서 희미하고 확산된 방출을 측정하는 특별한 설계 목표를 가지고 있습니다.상태 암흑 에너지 방정식을 제한하기 위한 목적으로 CMB와의 상호작용을 통해 멀리 있는 거대 은하단을 찾기 위해 SPT를 사용한 첫 번째 주요 조사는 2011년 10월에 완료되었다.2012년 초, SPT에 새로운 카메라(SPTpol)가 설치되었으며, 감도가 더욱 향상되고 입사광의 편광 측정 기능이 있습니다.이 카메라는 2012년부터 2016년까지 작동했으며 남부 상공 수백 평방도의 전례 없는 고해상도 지도를 만드는 데 사용되었습니다.2017년에는 3세대 카메라 SPT-3G가 망원경에 설치돼 SPTpol에 [citation needed]비해 매핑 속도가 거의 1배 향상됐다.

망원경(2007년 초)앞의 원래 남극 망원경 배치 팀.

그 SPT의 공동 협력은 시카고 대학교, 캘리포니아 대학교 버클리, 케이스 웨스턴 리저브 대학교, Harvard/Smithsonian 천문대, 콜로라도 대학교 볼더의 맥길 대학, 미시간 주립 대학, 대학은 Illino를 포함한 십개의(대부분 미국 북한)기관들로 구성되어 있다.Urbana-Champaign, 캘리포니아 대학교 데이비스, 뮌헨 대학교, 아르곤 국립 연구소, 그리고 페르미 국립 가속기 연구소에 있어그것은 국가 과학 재단과 에너지부가 자금을 지원 받는다.[표창 필요한]

전자 레인지, 남극에서millimeter-wave 관측

남극 지역은 밀리미터 파장을 관측할 수 있는 세계 최고의 관측소이다.북극의 고도가 해발 2.8km(2,800m; 1.7m; 9200ft)라는 것은 대기가 희박하다는 것을 의미하며, 극도의 추위는 공기 중의 수증기의 [6]양을 낮게 유지시킨다.이것은 들어오는 신호가 수증기에 의해 흡수될 수 있고 수증기가 천문학적 신호와 혼동될 수 있는 방사선을 방출하는 밀리미터 파장의 관측에 특히 중요합니다.태양은 매일 뜨고 지는 것이 아니기 때문에 극지방의 대기는 특히 안정적이다.게다가 극지방의 [citation needed]밤에는 밀리미터 범위에서 태양으로부터 어떠한 간섭도 일어나지 않는다.

망원경

이 망원경은 지름 10m(394인치)의 그레고리 망원경으로, 알타지무스 마운트는 적도 마운트와 사실상 동일하다.그것은 넓은 시야(1평방도 이상)를 허용하면서 지반 확산 및 망원경 광학에서 산란되는 시스템적 불확실성을 최소화하도록 설계되었다.망원경 거울의 표면은 약 25 마이크로미터(0.025 mm; 0.98 너) 또는 약 1,000분의 1 인치(즉, 1 너)까지 매끄럽게 내려가며, 이는 밀리미터 이하의 파장 관측을 가능하게 한다.SPT 관측 전략의 주요 장점은 전체 망원경을 스캔하여 빔이 망원경 거울에 대해 상대적으로 움직이지 않는다는 것입니다.망원경의 빠른 스캐닝과 넓은 시야를 통해 SPT는 SPT 클러스터 조사 및 CMB 편파 [5][7]측정의 과학적 목표를 달성하기 위해 필요한 하늘의 넓은 영역을 효율적으로 조사할 수 있습니다.

그 SPT-SZ 카메라

SPT에 설치된 첫 번째 카메라는 960개의 초전도 전이 에지 센서(TES)로 구성된 볼로미터 어레이를 포함하고 있으며, 이는 지금까지 만들어진 것 중 가장 큰 TES 볼로미터 어레이 중 하나입니다.이 카메라의 초점면(Sunyev-Zel'dovich 효과 시그니처를 통해 은하단을 조사하도록 설계되었기 때문에 SPT-SZ 카메라라고 함)은 각각 160개의 검출기가 있는 6개의 파이 모양의 웨지로 분할되었습니다.이들 웨지는 95GHz, 150GHz 및 220GHz의 3가지 다른 주파수로 검출됩니다.초점 평면의 모듈성으로 인해 다양한 주파수 구성으로 분할할 수 있었습니다.대부분의 카메라 수명 동안 SPT-SZ 초점 플레인은 95GHz에서 1개, 150GHz에서 4개, 220GHz에서 1개의 쐐기를 가지고 있었습니다.SPT-SZ 카메라는 주로 150GHz에서 [citation needed]1 아크 분 픽셀에서 약 15 마이크로 켈빈의 소음 수준까지 남부 하늘의 2500 평방도(적위 20시간에서 7시간, 편위 -65d에서 -40d)를 조사하는 데 사용되었다.

그 SPTpol 카메라

SPT에 설치된 두 번째 카메라는 초전도 TES 어레이로 설계되었으며, SPT-SZ 카메라보다 훨씬 더 민감했으며, 결정적으로 들어오는 빛의 편광(SPTPOL – South Polarometer)을 측정할 수 있는 능력을 가지고 있었다.편광에 민감한 780픽셀(각각 2개의 개별 TES 볼로미터, 각 선형 편광에 민감한 픽셀)은 90GHz와 150GHz의 관측 주파수로 분할되었으며, 두 주파수의 픽셀은 서로 다른 검출기 아키텍처로 설계되었다.150GHz 픽셀은 미국 국립표준기술원(National Institute of Standards and Technology)의 모노리식 배열로 제작된 파형 피드혼 결합 TES 편광계입니다.90GHz 픽셀은 Argonne National Laboratory에서 개발한 이중 편광 흡수체 결합 편광계를 개별적으로 패키지화했습니다.90GHz 픽셀은 개별적으로 가공된 콘텐트 피드혼을 [citation needed]통해 망원경 광학에 결합되었습니다.

SPTpol 관측 첫 해는 R.A. 23h30m 편위 -55d를 중심으로 한 100평방도의 장을 조사하는 데 사용되었다.그 후 4년간은 원래 100평방도가 부분집합인 500평방도 지역을 주로 조사했다.이것들은 현재 몇 평방도 이상의 밀리미터파 하늘의 가장 깊은 고해상도 지도이며, 소음 수준은 약 5마이크로켈빈 아크미닛 150GHz이며, 100 평방도 [citation needed]필드에서 2제곱근이다.

그 SPT-3G 카메라

2017년 1월에는 SPT에 3세대 카메라 SPT-3G가 설치되었다.SPT-3G 검출기 어레이는 광학 시스템의 개선(매우 큰 회절 제한 시야 제공)과 새로운 검출기 기술(단일 픽셀의 여러 관찰 대역에서 검출기 가능)의 조합을 이용하여 SPTpol보다 10배 이상의 센서를 포함하고 있으며 거의 직접 tpol로 변환된다.망원경과 카메라가 특정 소음 수준에 하늘의 일부를 매핑할 수 있는 속도의 증가를 포함합니다.카메라는 90GHz, 150GHz [citation needed]및 220GHz 사이에서 균등하게 분할된 16,000개 이상의 디텍터로 구성됩니다.

2018년에는 SPT-3G 카메라를 사용한 새로운 조사가 시작되었다.이 조사는 150GHz에서 1500평방도에서 3마이크로켈빈 아크미닛 미만의 깊이까지 대상으로 했습니다.이 필드는 BICEP 어레이 관측장과 완전히 겹치기 때문에 SPT 및 BICEP 데이터의 공동 분석이 가능하므로 두 계측기가 단독으로 제공할 [citation needed]수 있는 것보다 원시 중력파의 잠재적 신호에 훨씬 더 나은 제약을 제공할 수 있다.

과학 목표와 결과

2011년 10월에 완료된 SPT의 첫 번째 주요 프로젝트는 은하단 내 광자와 은하단 내 매질 간의 상호작용으로 인한 우주 마이크로파 배경 복사(CMB) 왜곡인 Sunyev-Zel'dovich 효과를 사용하여 은하단을 탐색하는 2500평방도의 조사였다.이 조사는 매우 넓은 적색편이 [8][9][10][11][12][13][14]범위에 걸쳐 수백 개의 은하단을 발견했습니다.이 조사는 성단에 대한 정확한 적색편이와 질량 추정치와 결합하면 암흑 에너지 [9][15]상태 방정식에 흥미로운 제약을 가할 것입니다.SPT-SZ 조사의 데이터는 약 5분(2000보다 큰 다극자 수)보다 작은 각도 척도로 CMB 전력 스펙트럼의 가장 민감한 기존 측정을 수행하고 먼 곳에 중력 렌즈로 렌즈로 빛나는 먼지 은하 [18]집단을 발견하는 데에도 사용되었다.

SPTpol 카메라의 데이터를 사용하여 편광 [19]CMB의 이른바 "B 모드" 또는 "컬" 구성 요소를 최초로 검출하는 등 몇 가지 획기적인 측정을 수행했습니다.이 B-모드 신호 작은 각 단위에서 더 큰 primordial"E-mode"양극화 신호(스칼라 밀도 섭동에 의해는 우주 배경 복사파 방출되는 시간에서 발생되는)[20]의 중력 렌즈와 큰 다각으로는 우주 배경 복사파의 중력파의 배경 그 시대 o. 중으로 상호 작용에 의해 발생한다f인플레이션[21]대규모 B 모드 신호의 측정은 인플레이션의 에너지 척도를 제한할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 따라서 가장 이른 시간에 우주의 물리학과 상상할 수 있는 가장 높은 에너지 척도를 조사하지만, 이러한 측정은 렌즈 B 모드에 의한 오염에 의해 제한됩니다.편광 및 CMB 렌즈 전위 측정의 더 큰 E 모드 구성요소를 사용하여 렌즈 B 모드를 추정하여 대규모 측정을 청소할 수 있습니다.이 B 모드 딜렌싱은 SPTpol [22]데이터를 사용하여 최초로 시연되었습니다.SPTpol 데이터는 또한 CMB의[23] E-모드 전력 스펙트럼과 온도-E-모드 상관 스펙트럼을 가장 정밀하게 측정하고 CMB 렌즈 [citation needed]전위의 재구성을 사용하여 투영 물질 밀도의 높은 신호 대 잡음 맵을 만드는 데 사용되었다.

1500평방도의 SPT-3G 조사는 우주론과 성단 진화 연구를 위한 원거리 은하단 표본인 BICEP 어레이와 B-모드 편광의 원시 중력파 공동 분석 배경에 대한 전례 없는 제약과 기초에 대한 제약 등 여러 과학 목표를 달성하기 위해 사용될 예정이다.초기 [citation needed]우주의 중성미자의 질량과 빛 유물의 입자의 존재와 같은 물리학.

아타카마 우주론 망원경은 비슷하지만 상호 보완적인 과학적 [citation needed]목적을 가지고 있습니다.

자금 조달

남극 망원경은 미국 국립과학재단 극지 프로그램 사무국과 미국 에너지부를 통해 자금을 지원받으며, 카블리 재단과 고든 앤 베티 무어 재단의 추가 지원도 받고 있습니다.SPTpol 및 SPT-3G 계측기와 운용에 대한 자금 지원도 미국 에너지 과학부, 고에너지 [citation needed]물리학부에서 제공합니다.

운용

극지방의 밤에 본 망원경.

2007년 2월 16일 (15년 전) (2007-02-16) 남극 망원경이 첫 빛을 발했다.공식적인 과학적 관찰은 2007년 3월에 시작되었다.커미셔닝 관찰과 초기 소규모 조사는 월동 관측을 2007년 호주 겨울 동안 완료했으며 스티븐 파딘과 잭 스타니스제프스키가 [citation needed]키를 잡았다.

2008년에는 겨울 오버인 키스 밴더린데와 다나 흐루브스가,[citation needed] 2009년에는 겨울 오버인 에릭 쉬로코프와 로스 윌리엄슨이 [citation needed]더 큰 조사 분야를 완성했다.

2009년 12월, 카메라는 2010년 관측 시즌을 위해 다시 업그레이드되었다.2500평방도의 SPT-SZ 전체 조사는 겨울 오버인 Dana Hrubes와 Daniel Luong-Van과 [citation needed]함께 2010년과 2011년 시즌 관찰에 완료되었다.

SPTpol 카메라를 사용한 첫 번째 빛(첫 번째 관측)은 2012년 1월 27일에 달성되었습니다.첫 번째 관측 시즌 동안 겨울오버 크루인 Cynthia Chiang과 Nicholas Huang은 100평방도의 조사 필드에 대한 데이터를 수집했다.2013년 겨울오버에서는 Dana Hrubes와 Jason Galicchio가 전체 SPTol 조사의 일부로 더 넓은 분야를 조사했다.이 대규모 조사는 2014년 겨울 Robert Citron과 Nicholas Huang, 2015년 겨울 Charlie Sivers와 Todd Veach, 2016년 겨울 겨울 Christine Corbett Moran과 Amy Lowitz까지 완료되었다.SPT-3G 관측의 첫 번째 겨울은 겨울오버인 Daniel Michalik과 Andrew Nadolski에 의해 수행되었고, 2018년에는 Adam Jones와 Joshua Montgomery, 2019년에는 [citation needed]Douglas Howe와 David Riebel에 의해 수행되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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