MeerKAT
45°11′20.65″ пн. ш. 33°11′14.49″ сх. д. / 45.1890694° пн. ш. 33.1873583° сх. д.
 Антени KAT-7 | |
| Частина від | Південноафриканські радіоастрономічні обсерваторії і Радіоантена площею в Квадратний Кілометр |
|---|---|
| Розташування | Плато Карру, Північна Капська провінція, ПАР |
| Координати | 30°42′48″ пд. ш. 21°26′35″ сх. д. / 30.713222222222° пд. ш. 21.443055555556° сх. д.{{#coordinates:}}: не можна мати більш ніж один первинний тег на сторінку |
| Організація | Національний дослідницький фонд Південної Африки |
| Довжина хвилі | радіохвилі 3-30 см |
| Збудовано | в процесі |
| Перше світло | 16 липня 2016 |
| Стиль телескопа | інтерферометр |
| Кількість телескопів | телескоп |
| Збиральна площа телескопа | ~18000 м² |
| Монтування | телескоп |
| Вебсайт | ska.ac.za/meerkat |
 | |
 MeerKAT у Вікісховищі | |
MeerKAT або Масив телескопів Карру — радіотелескоп поблизу містечка Карнарвон (Carnarvon) у Північній Капській провінції на заході ПАР. На момент відкриття був найбільшим та найчутливішим телескопом Південної півкулі, що приймав сигнали в радіо-діапазоні (до початку роботи Square Kilometre Array).[1] MeerKAT використовують у дослідженнях космічного магнетизму, еволюції галактик, вивчення найбільших структурних утворень космосу, темної матерії та природи джерел космічних радіосигналів.[1] Його будівництво мало продемонструвати також технологічну спроможність ПАР збудувати та обслуговувати телескоп Square Kilometer Array[2]. І 2019 року ця амбіція уряду ПАР була задоволена, коли його делегація взяла участь у підписанні договору зі зведення того телескопу.[3] Тестовий майданчик з семи антен, що має назву KAT-7, зведений і випробуваний у 2010-му році.
Масив телескопів MeerKAT складається з 64 антен (офсетні, системи Грегорі: дводзеркальні антени, оснащені допоміжним рефлектором ввігнутої форми). Кожна «тарілка» — діаметром 13,5 м.[4] Вибір конфігурації антен зумовлений вимогами до чутливості, якості прийому сигналу та захисту від небажаних джерел випромінювання на Землі та земній орбіті. Будова масиву MeerKAT нагадує дизайн одної з планованих складових Радіоантени площею у квадратний кілометр.
Устаткування MeerKAT дозволяє застосовувати різні методи спостережень та отримувати широкий спектр даних.
| Кількість антен | 64 |
| Діаметр «тарілок» | 13,5 м |
| Мінімальна база радіоінтерферометрії | 29 м |
| Максимальна база радіоінтерферометрії | 8 км |
| Діапазони частот приймаючих антен | 0.58 — 1.015 ГГц 1 — 1.75 ГГц |
| Continuum imaging dynamic range 1.4 ГГц | 60 дБ |
| Line-to-line dynamic range 1.4 ГГц | 40 дБ |
| Mosaicing imaging dynamic range 1.4 ГГц | 27 дБ |
| Linear polarisation cross coupling across −3 дБ beam | −30 дБ |
Весь масив з 64 антен MeerKAT розподіляється на два компоненти:
- Щільний внутрішній компонент об'єднує 70 % антен. Вони розташовані згідно з нормальним розподілом, з дисперсією 300 м, найменшою відстанню 29 м і найбільшою — в 1 км.
- Решта, зовнішній компонент, розміщені за подібним принципом, але з дисперсією 2500 м і з найдовшою відстанню 8 км.
Друга фаза робіт передбачає збільшення бази для вимірювання інтерференції до 20 км.
До початку будівництва команда Karoo Array Telescope працювала зі спеціально створеними Phased Experimental Demonstrator (PED) у Південно-Африканській астрономічній обсерваторії[5] та eXperimental Development Model Telescope (XDM) в Радіоастрономічній обсерваторії Хартбістхук.[6]
У серпні 2009 стартувало будівництво на плато Карру.[7] Перші сім параболічних антен встановлено, а 2010 чотири з них об'єднані в інтегровану систему (названу КАТ-7) для отримання інтерферометричних даних астрономічних об'єктів. В грудні 2010 між одною з антен КАТ-7 і 26-метровою антеною обсерваторії Hartebeesthoek була зафіксована кореляція радіоінтерференції з наддовгою базою.[8]
Згідно з попередніми планами будівництво масиву мало б завершитись у 2012,[9] однак перегляд бюджету призвів до відтермінування.[10] Жодного фінансування не було надано від 2010 до 2012 року.[11] До 2015 року мали стати до роботи ще лише 15 «тарілок».[12]
Залізобетонні фундаменти всіх антен MeerKAT були закладені до 11 лютого 2014. Майже 5000 м3 цементу і більш як 570 тон сталі були використані, основи антен дозволять астрономам працювати навіть при вітрі 65 км/год та гарантують цілісність антен при 144 км/год.[13]
Згідно з оновленим планом робіт основні будівельні роботи мали завершитися протягом 2016 року і початися наукові дослідження. Всі антени працювали, однак діапазон прийому сигналів становив лише 750 МГц. Кожна наступна робоча фаза означала підключення нової групи приймачів, що дозволило досягти планової ширини смуги 4 ГГц.
| 2011 KAT-7 |
2016 MeerKAT Фаза 1 |
2018 MeerKAT Фаза 2 і 3 | |
|---|---|---|---|
| Кількість антен | 7 | 64 | 64 |
| Смуга частот (ГГц) | 0.9 — 1.6 | 1.00 — 1.75 | 0.58 — 1.015
1.00 — 1.75 |
| Максимальна робоча ширина смуги (ГГц) | 0.256 | 0.75 | 2 (ціль 4) |
| Максимальна база радіоінтерферометрії (км) | 0.2 | 8 | 20 |
| Мінімальна база радіоінтерферометрії (м) | 20 | 29 | 29 |
Офіційне відкриття телескопу відбулося 13 липня 2018 року, в той же день були представлені знімки околиць центру нашої галактики з безпрецедентними деталями.
Протягом п'яти років астрономи, що подали заявки на проведення досліджень, матили змогу працювати з MeerKAT. Цілі наукових досліджень радіо-обсерваторії цілком відповідають задачам першої фази робіт РаКК, що підтверджує статус MeerKAT як основи майбутньої РаКК.
| Науковий проект | Керівники досліджень |
|---|---|
| Перевірка Теорії гравітації Ейнштейна та пошук гравітаційних хвиль — Вивчення фізики загадкових нейтронних зірок шляхом спостереження пульсарів. | Проф. Метью Бейлз, Swinburne Centre for Astrophysics and Supercomputing, Австралія |
| LADUMA (Looking at the Distant Universe with the MeerKAT Array, Огляд віддалених ділянок Всесвіту за допомогою MeerKAT)[14] — над-глибоке вивчення нейтрального водню в ранньому Всесвіті. | Д-р Сара Блит (Університет Кейптауна, Південна Африка), д-р Бенн Холверда (Європейське космічне агентство, Нідерланди) д-р Ендрю Бейкер (Рутгерський університет, США) |
| MESMER (MeerKAT Search for Molecules in the, Пошук молекул у епоху реіонізації за допомогою MeerKAT) — Пошук CO у значному червоному зсуві (z>7) задля з'ясування ролі молекулярного водню у ранньому Всесвіті. | Д-р Ян Гейвуд (Оксфордський університет, Сполучене Королівство) |
| Порівняльне дослідження за допомогою MeerKAT ліній поглинання атомічного водню і OH-ліній з віддалених сталих джерел (визначення коефіцієнтів OH-ліній може підказати яким чином в ранньому Всесвіті могли змінюватися фундаментальні константи). | Д-р Нірай Гупта (ASTRON, Нідерланди) д-р Рагунатан Шріананд (Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, Індія) |
| MHONGOOSE (MeerKAT HI Observations of Nearby Galactic Objects: Observing Southern Emitters, Спостереження за допомогою MeerKAT водневих ліній найближчих галактичних об'єктів: спостереження випромінюючих об'єктів південної півкулі) — Вивчення різних типів галактик, темної матерії та «космічної павутини». | Проф. Ервін де Блок (Університет Кейптауна, ПАР) |
| TRAPUM — пошук і дослідження нових та незвичайних пульсарів. | Д-р Бенджамен Стапперс (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Сполучене Королівство) проф. Майкл Крамер (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Німеччина) |
| Вивчення за допомогою MeerKAT водневих ліній у Скупченні Піч, формування галактик і еволюція в кластерному середовищі. | Д-р Паоло Серра (ASTRON, Нідерланди) |
| MeerGAL (MeerKAT High Frequency Galactic Plane Survey, Високочастотне вивчення галактичного диску за допомогою MeerKAT) — Galactic structure and dynamics, distribution of ionised gas, recombination lines, interstellar molecular gas and masers. | Д-р Марк Томпсон (University of Hertfordshire, Сполучене Королівство), д-р Шарміла Гоедгарт (РаКК-Південна Африка, ПАР) |
| MIGHTEE (MeerKAT International GigaHertz Tiered Extragalactic Exploration survey, Міжнародне багаторівневе дослідження позагалактичних об'єктів за допомогою MeerKAT у ГГц-діапазоні) — Спостереження в глибокому континіумі ранніх радіо-галактик. | Dr Курт ван дер Гейден (Університет Кейптауна, ПАР), д-р Метт Ярвіс (University of the Western Cape, ПАР і University of Hertfordshire, Велика Британія) |
| ThunderKAT (The Hunt for Dynamic and Explosive Radio Transients with MeerKAT, Пошук за допомогою MeerKAT динамічних та вибухових радіо-випромінюючих об'єктів) — напр. гамма-спалахів, Нових та Наднових, а також нових типів джерел радіо-випромінення. | Проф. Партік Вудт (Університет Кейптауна, ПАР) проф. Роб Фендер (University of Southampton, Велика Британія) |
MeerKAT також брав участь у глобальних РНДБ-спостереженнях, співпрацюючи з усіма найбільшими обсерваторіями світу. Від Масиву телескопів Карру очікували суттєвого внеску в збільшення чутливості планетарної РНДБ-мережі. В майбутньому обсерваторія вирішуватиме задачі програми пошуку позаземного інтелекту та співпрацюватиме з NASA як приймач сигналів від космічних зондів.
13 січня 2023 команда науковців з телескопу MeerKAT отримала престижну нагороду Лондонського королівського астрономічного товариства за колективне досягнення в астрофізииці (Group Achievement Award, A). Формалювання нагороди згадує перші знімки хмар гарячого газу в околицях центру Чумацького шляху (radio bubbles around Sgr A*) і свідчень їх спільного походження, слід у радіодіапазоні першої спостереженої події злиття нейтронних зірок (radio afterglow of the... neutron star merger event) і виявлення потужних сплесків із чорної діри зоряної маси, внесок у перше спостереження сліду гамма-спалаху (first afterglow from a gamma-ray burst). Також підкреслюється внесок роботи MeerKAT у розвиток людського капіталу в Африці, виховання нового покоління астрономів та тестування програми масиву радіотелескопів площею 1 км2.[15]
- ↑ а б «About MeerKAT» [Архівовано 18 червня 2016 у Wayback Machine.].
- ↑ Campbell, Keith (3 квітня 2009). An array of technology spin-offs emerges as the 'MeerKAT' radio telescope gains traction. Martin Creamer Engineering News. Архів оригіналу за 1 жовтня 2019. Процитовано 30 червня 2009.
- ↑ Founding Members sign SKA Observatory treaty - SKA Telescope. web.archive.org. 30 березня 2019. Архів оригіналу за 30 березня 2019. Процитовано 23 січня 2023.
- ↑ SKA Africa eNews. SKA South Africa Project. Архів оригіналу за 15 жовтня 2010. Процитовано 27 жовтня 2010.
- ↑ History of PED. Karoo Array Telescope. Архів оригіналу за 12 жовтня 2011. Процитовано 4 січня 2010.
- ↑ Progress with KAT – XDM. Радіоастрономічна обсерваторія Хартбістхук. Архів оригіналу за 3 березня 2016. Процитовано 30 червня 2009.
- ↑ Campbell, Keith (29 травня 2009). Radio telescope project advances with issue of tender. Martin Creamer Engineering News. Архів оригіналу за 19 лютого 2012. Процитовано 30 червня 2009.
- ↑ First HartRAO-KAT-7 VLBI fringes signal new capability. Архів оригіналу за 11 березня 2012. Процитовано 18 квітня 2016.
- ↑ Science and Technology Dept Budget Vote 2009/10 Speech, 18 June 2009. Архів оригіналу за 24 грудня 2012. Процитовано 18 квітня 2016.
- ↑ Square Kilometre Array (SKA) project plans on schedule states Pandor 9 November 2010. Архів оригіналу за 24 грудня 2012. Процитовано 18 квітня 2016.
- ↑ South Africa National Budget — Estimates of National Expenditure, Table 34.6 «Research, Development and Innovation» page 766 (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 4 березня 2016. Процитовано 18 квітня 2016.
- ↑ South Africa National Budget — Estimates of National Expenditure page 764 (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 4 березня 2016. Процитовано 18 квітня 2016.
- ↑ MeerKAT telescope foundations complete. Phys.org. 11 лютого 2014. Архів оригіналу за 4 березня 2016. Процитовано 19 лютого 2014.
- ↑ Home page for the LADUMA (Looking At the Distant Universe with the MeerKAT Array) survey. Архів оригіналу за 15 березня 2016. Процитовано 18 квітня 2016.
- ↑ The 2023 Group Achievement Award (A) is awarded to the MeerKAT Team (PDF). ras.ac.uk (англ.). Royal Astronomical Society. 14 січня 2023. Процитовано 23 січня 2023.
- РаКК — Південна Африка [Архівовано 14 січня 2017 у Wayback Machine.]
- eXperimental Development Model (XDM) at Hartebeeshoek [Архівовано 3 березня 2016 у Wayback Machine.]
- YouTube: Square Kilometre Array [Архівовано 29 липня 2016 у Wayback Machine.]