전파 천문학에서 새로운 시대의 소화를 돕기 위해 네덜란드의 Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT)에서 개선을위한 새로운 기술이 전개되고 있습니다. WSRT에서 14 개의 무선 안테나 중 하나의 초점면에 검출기 판을 추가함으로써 네덜란드 라디오 천문학 연구소 (ASTRON)의 천문학 자들은 3.5도 이상의 호로 분리 된 두 개의 펄서를 이미징 할 수있었습니다. 지구에서 본 보름달 크기의 약 7 배
Apertif라고하는 새로운 프로젝트는 전파 망원경의 초점면에 일련의 검출기를 사용합니다. 121 개의 개별 검출기로 구성된이 '위상 배열 피드'는 무선 망원경의 시야를 30 배 이상 증가시킵니다. 그렇게함으로써 천문학 자들은 무선 스펙트럼에서 하늘의 더 큰 부분을 볼 수 있습니다. 이것이 왜 중요한가? 우리의 음식 코스 비유에 따라 골무와 함께 수프 한 그릇을 먹는 것을 상상해보십시오. 한 번에 수프의 작은 부분 만 입에 넣을 수 있습니다. 그런 다음 국자와 함께 먹는 것을 상상해보십시오.
라디오 소스의 하늘을 조사하고 관찰하는 것과 동일한 비유가 적용됩니다. Apertif 프로젝트의 수석 연구원 인 Tom Oosterloo 박사는 새로운 기술의 고기를 설명합니다.
“위상 어레이 피드는 121 개의 소형 안테나로 구성되어 있으며 서로 밀접하게 묶여 있습니다. 이 매트릭스는 약 1 평방 미터를 커버합니다. 각 WSRT는 이러한 안테나 매트릭스에 중점을 둡니다. 이 매트릭스는 초점면의 방사선 필드를 완전히 샘플링합니다. 121 개의 모든 요소의 신호를 결합하여 '복합 빔'[sic]는 하늘에서 3 × 3 도의 영역 내부의 임의의 위치를 가리 키도록 조향 될 수있는 형성 될 수있다. 모든 121 개 요소의 신호를 결합하여 망원경의 응답을 최적화 할 수 있습니다. 즉 모든 방사선 왜곡을 제거 할 수 있습니다 (방사선 장이 완전히 측정 되었기 때문에). 이 공정은 37 회 병렬로 수행되는데, 즉 37 개의 복합 빔이 형성된다. 각 복합 빔은 기본적으로 별도의 망원경으로 작동합니다. 모든 WSRT 요리에서이 작업을 수행하면 병렬로 37 개의 WSRT가 있습니다. 모든 빔을 3 × 3도 영역 내의 다른 위치로 조종함으로써이 영역을 완전히 관찰 할 수 있습니다.”
다시 말해서, 전통적인 무선 망원경은 망원경의 초점면 (하나의 모든 방사선이 망원경에 의해 집중되는)에서 단일 검출기만을 사용한다. 새로운 검출기는 카메라의 CCD 칩과 비슷하거나 Hubble과 같은 최신 광학 망원경에 사용되는 것과 비슷합니다. 어레이 내의 각각의 개별 검출기는 데이터를 수신하고, 데이터를 합성 이미지로 결합함으로써 고품질 이미지가 캡처 될 수있다.
새로운 어레이는 또한 전파 망원경의 시야를 넓힐 것이며, 이로 인해 하늘에서 넓게 분리 된 펄서의 최근 관측, 프로젝트의 이정표 테스트가 가능해졌습니다. 추가로 새로운 탐지기는 기존 안테나의 55 %에서 "조리개"의 효율을 약 75 %로 증가시킬 것입니다.
Oosterloo 박사는“초점면의 방사선 필드를 훨씬 더 많이 제어 할 수 있기 때문에 조리개 효율이 더 높습니다. 기존 단일 안테나 시스템 (이전 WSRT 또는 eVLA에서와 같이)을 사용하면 단일 지점에서만 방사장을 측정합니다. 전체 초점면에서 방사선 장을 측정하고 모든 요소의 신호를 영리하게 결합함으로써 광학 왜곡 효과를 최소화하고 들어오는 방사선의 더 큰 부분을 사용하여 하늘을 이미지화 할 수 있습니다.”
현재 Apertif가 장착 된 14 개 무선 안테나 중 하나만 있습니다. ASTRON의 연구원 인 Joeri Van Leeuwen은 2011 년에 12 개의 안테나에 새로운 탐지기 어레이가 장착 될 것이라고 이메일 인터뷰에서 밝혔다.
스카이 측량은 최근 천문학 자에게 도움이되었습니다. 엄청난 양의 데이터를 가져 와서 과학계가 이용할 수있게함으로써 천문학 자들은 이종 기기에 시간을 적용함으로써 할 수 있었던 것보다 훨씬 더 많은 발견을 할 수있었습니다.
무선 스펙트럼에는 지금까지 완료된 일부 스카이 측량이 있지만 VLA FIRST 측량이 가장 두드러집니다.이 분야는 아직 갈 길이 멀었습니다. Apertif는 무선 스펙트럼에서 전체 하늘을 측량하는 방향의 첫 번째 단계이며 새로운 기술을 사용하여 많은 발견이 이루어질 것으로 예상됩니다.
아페르 티프는 은하계 펄서 집단의 현재 모델링에 기초하여 1,000 개 이상의 펄서를 발견 할 것으로 예상된다. 또한 우주에서 중성 수소를 대규모로 연구하는 데 유용한 도구가 될 것입니다.
Oosterloo 등 알. 2010 년 7 월 Arxiv에 발표 된 논문에서“GHz 주파수로 작동하는 광전 무선 망원경의 주요 과학적 응용 중 하나는 우주에서 중성 수소를 조사하기 위해 많은 양의 공간을 관찰하는 것입니다. 이러한 정보를 통해 질량, 유형 및 환경의 함수로서 은하의 중성 수소 특성을 자세히 연구 할 수 있으며, 처음으로 적색 편이에 의한 이러한 특성의 진화를 다룰 수 있습니다.”
가시광 선과 적외선 하늘 측량에 무선 스펙트럼을 추가하면 우주에 대한 현재 이론을 미세 조정하고 새로운 발견을 할 수 있습니다. 하늘에서 우리가 다른 스펙트럼으로 더 많은 눈을 가질수록 더 좋습니다.
Apertif가 이러한 탐지기를 사용하는 첫 번째 제품이지만 다른 무선 망원경을이 기술로 업데이트 할 계획이 있습니다. Oosterloo는 다음과 같은 다른 프로젝트들에 대해 말했다. 이것은 Apertif와 유사한 특성을 가진 도구입니다. 우리는 또한 많은 것들에 대해 협력하지만 주요 경쟁자입니다. 또한 현재 Arecibo에서 테스트중인 프로토 타입도 알고 있습니다. 캐나다에서는 DRAO [Dominion Radio Astrophysical Observatory]가 단계적 배열 피드 개발 작업을하고 있습니다. 그러나 Apertif와 ASKAP만이 단기간에 위상 배열 피드를 사용하여 실제 무선 망원경을 구성 할 것입니다.”
11 월 22 일과 23 일, 네덜란드 드렌테의 Dwingeloo에서 Apertif 프로젝트에 관한 과학 조정 회의가 열렸습니다. Oosterloo는 이번 회의에 유럽, 미국, 호주 및 남아프리카의 40 명의 천문학 자들이이 프로젝트의 미래에 대해 논의했으며이 기술의 잠재력에 많은 관심을 가졌다 고 밝혔다.
출처 : ASTRON 보도 자료, Arxiv, Tom Oosterloo 박사 및 Joeri Van Leeuwen 박사와의 이메일 인터뷰
