Обсерватория Близнецов

Обсерватория Близнецов

Север Близнецов на Гавайях и Юг Близнецов в Чили
Организация	Консорциум Gemini ( NSF- США, NRC-Канада, CONICYT-Чили, MCTI-Бразилия, MCTIP-Аргентина) и AURA
Место расположения	Гавайи
Координаты	19 ° 49′26 ″ с.ш., 155 ° 28′11 ″ з.д. / 19,82396 ° с.ш. 155,46984 ° з.д.  / 19,82396; -155,46984 ( Северная обсерватория Близнецов )30,24073 ° ю.ш. 70,73659 ° з. 30 ° 14′27 ″ ю.ш. 70 ° 44′12 ″ з.д. /  / -30.24073; -70,73659 (Gemini South Observatory)
Высота	4213 м (13 822 футов) 2722 м (8 930 футов)
Учредил	2000 г.
Интернет сайт	www .gemini .edu
Телескопы
Близнецы Север Отражатель Кассегрена 8,1 м Близнецы Юг Отражатель Кассегрена 8,1 м
Расположение обсерватории Близнецов
Связанные СМИ на Викискладе?
[ редактировать в Викиданных ]

Gemini Observatory астрономическая обсерватория , состоящая из двух 8,1-метр (26,6 футов) телескопов , Gemini North и Gemini South , которые расположены на два отдельных участках в Гавайях и Чили , соответственно. Телескопы-близнецы Gemini обеспечивают почти полное покрытие как северного, так и южного неба. В настоящее время они являются одними из крупнейших и наиболее совершенных оптических / инфракрасных телескопов, доступных астрономам. (См. Список крупнейших оптических отражающих телескопов ) .

Национальный научный фонд (NSF) в США , Национальный исследовательский совет Канады , НКНТИТЕ из Чили , МХТИТЕ из Бразилии , и MCTIP из Аргентины собственной и управлять Gemini Observatory. В настоящее время (2017 г.) NSF является основным партнером, вкладывая примерно 70% финансирования, необходимого для эксплуатации и обслуживания обоих телескопов. Эксплуатация и техническое обслуживание обсерватории находятся в ведении Ассоциации университетов для исследований в области астрономии (AURA) в рамках соглашения о сотрудничестве с NSF. NSF действует как исполнительное агентство от имени международных партнеров.

Телескопы Gemini содержат набор современных инструментов, обеспечивают превосходные характеристики в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах , а также используют сложную технологию адаптивной оптики для компенсации размывающих эффектов атмосферы Земли . Gemini является мировым лидером в области создания инфракрасных изображений с использованием адаптивной оптики с широким полем зрения, и недавно он ввел в эксплуатацию Gemini Planet Imager, инструмент, который позволяет исследователям напрямую получать изображения и анализировать экзопланеты , которые в миллионную раз ярче, чем звезда, вокруг которой они вращаются. . Gemini продолжает поддерживать исследования практически во всех областях современной астрономии, включая Солнечную систему., экзопланеты, звездообразование и эволюция, структура и динамика галактик , сверхмассивные черные дыры , далекие квазары и структура Вселенной в самых больших масштабах.

Среди прошлых участников обсерватории Близнецов - Австралия и Великобритания. Великобритания вышла из партнерства в конце 2012 года, и Gemini Observatory отреагировала на потерю финансирования, значительно снизив свои операционные расходы, оптимизируя свою деятельность и внедрив меры по экономии энергии на каждом объекте. Оба телескопа теперь также управляются удаленно из операционных центров базовых объектов в Хило, Гавайи, и Ла-Серена, Чили.

Обзор [ править ]

Международный штаб - квартиры обсерватории Gemini и Северный оперативный центр находится в Хило, Гавайи в Гавайском университете в Хило University Park. Южный операционный центр расположен в кампусе Межамериканской обсерватории Серро Тололо (CTIO) недалеко от Ла-Серены, Чили .

• Телескоп «Джемини - Север», официально называется Frederick C. Жиллет Gemini Telescope ^[1] находится на Гавайи «s Мауна Кеа , наряду со многими другими телескопами. Это место обеспечивает прекрасные условия для просмотра из-за превосходных атмосферных условий (стабильные, сухие и редко облачные) над спящим вулканом высотой 4200 метров (13 800 футов). Он увидел первый свет в 1999 году и начал научную работу в 2000 году.
• Телескоп "Близнецы Юг" расположен на высоте более 2700 метров (8900 футов) на горе в чилийских Андах под названием Серро-Пачон . Очень сухой воздух и незначительная облачность делают это место еще одним основным местом расположения телескопа (опять же, совместно с несколькими другими обсерваториями, включая Южный астрофизический исследовательский телескоп (SOAR) и Межамериканскую обсерваторию Серро Тололо). Gemini South увидели первый свет в 2000 году.

Вместе два телескопа покрывают почти все небо, за исключением двух областей вблизи небесных полюсов: Север Близнецов не может указывать на север от склонения +89 градусов, а Южные Близнецы не могут указывать к югу от склонения -89 градусов.

Оба телескопа Gemini используют ряд технологий, обеспечивающих ведущие в мире характеристики в оптической и ближней инфракрасной области спектра, включая лазерные направляющие звезды , адаптивную оптику , мультисопряженную адаптивную оптику и многообъектную спектроскопию . Кроме того, очень высококачественные инфракрасные наблюдения возможны благодаря усовершенствованному защищенному серебряному покрытию, нанесенному на зеркала каждого телескопа, используемым маленьким вторичным зеркалам (что приводит к фокусному расстоянию f16) и современным системам вентиляции, установленным на каждом участке.

История [ править ]

По оценкам, строительство двух телескопов обошлось примерно в 184 миллиона долларов США, а ночь на каждом телескопе Gemini стоит десятки тысяч долларов США. ^[2]

Две 8-метровые заготовки зеркал, каждая из которых весит более 22 т (24 коротких тонны), были изготовлены из стекла Corning со сверхнизким расширением. Каждая заготовка была изготовлена ​​путем сплавления и последующего прогиба ряда меньших шестиугольных деталей. Эта работа была выполнена на заводе Corning Canton Plant, расположенном в северной части штата Нью-Йорк. Затем заготовки были доставлены на корабле в REOSC, расположенный к югу от Парижа, для окончательной шлифовки и полировки.

Одно из решений, которое было принято во время разработки для экономии денег, заключалось в отказе от двух платформ Nasmyth . Это значительно затрудняет создание таких инструментов, как спектрографы высокого разрешения и системы адаптивной оптики, из-за требований к размеру и массе, присущих приборам Кассегрена . Еще одна проблема при разработке больших инструментов - это требование иметь определенную массу и положение центра масс для поддержания общего баланса телескопа.

Финансовый кризис в Великобритании [ править ]

В ноябре 2007 года было объявлено, что Совет по науке и технологиям Великобритании (STFC) предложил, чтобы ежегодно экономить 4 миллиона фунтов стерлингов, он намерен выйти из консорциума по эксплуатации телескопа. На заседании консорциума в январе 2008 года, был сделан вывод о том , что Великобритания будет официально отказаться от Gemini партнерства и Gemini Observatory соглашения эффективного 28 февраля 2007 года ^{[ править ]} Это решение существенно сказывалось обсерватория бюджетов, и привел к отмене по крайней мере, один инструмент, находящийся в разработке в то время, - прецизионный спектрограф радиальной скорости.

Поскольку причина того, что Великобритания нарушила свою часть соглашения, казалась полностью финансовой, возник общественный резонанс, в том числе движение «Спасите астрономию» ^[3], которое просило граждан выступить против сокращения бюджета на астрономию. Великобритания переосмыслила свое решение о выходе из Gemini и запросила возобновление действия соглашения, и 27 февраля 2008 года была официально принята обратно. Однако в декабре 2009 года было объявлено, что Великобритания действительно выйдет из партнерства Gemini в 2012 году. как прекращение нескольких других международных научных партнерств из-за продолжающихся ограничений финансирования. ^[4]

Руководство [ править ]

Первым директором Gemini был Мэтт Маунтин , который, проработав на этом посту одиннадцать лет, ушел в сентябре 2005 года и стал директором Научного института космического телескопа (STScI). Его сменил Жан-Рене Рой, проработавший девять месяцев ^[5], после чего Дуг Саймонс занимал пост директора с июня 2006 года по май 2011 года. Его, в свою очередь, сменил на временном посту тогдашний пенсионер Фред Чаффи. бывший директор обсерватории WM Keck . Чаффи преуспел в августе 2012 года Маркуса Кисслер Патига , ^[6] , который занимал этот пост до июня 2017 года д - р Лаура Ferrarese ^[7]сменил доктора Кисслер-Патиг в июле 2017 года на временной должности. Текущий директор - доктор Дженнифер Лотц с 6 сентября 2018 года.

Управление и надзор [ править ]

Обсерватория управляется Советом Близнецов, как это определено Международным соглашением Близнецов. Совет устанавливает рамки бюджетной политики для Обсерватории и выполняет широкие надзорные функции при консультациях со стороны Консультативного подкомитета по науке и технологиям (STAC) и Финансового подкомитета. США занимают шесть из 13 мест с правом голоса в Совете Gemini. Члены Правления из США обычно избираются на трехлетний срок и назначаются Национальным научным фондом (NSF), который представляет сообщество США во всех аспектах деятельности и развития Gemini. Gemini в настоящее время управляется Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии (AURA), Inc., от имени партнерства через награду от NSF. AURA управляет Gemini с момента его постройки в 1990-х годах.

NSF выступает в качестве исполнительного агентства и действует от имени международных участников. NSF имеет одно место в Совете Gemini; дополнительный сотрудник NSF выполняет функции исполнительного секретаря совета директоров. За управление программами отвечает руководитель программы NSF. Сотрудник по программе наблюдает за операциями и разработками в Обсерватории, номинирует американских ученых в консультативные комитеты Gemini, проводит обзоры от имени партнерства и утверждает действия по финансированию, отчеты и контракты.

Инструменты [ править ]

Адаптивная оптика [ править ]

В обоих телескопах Gemini используются современные системы адаптивной оптики. Gemini-N обычно использует систему ALTAIR, созданную в Канаде, которая обеспечивает коэффициент Штреля 30–45% на поле с квадратом 22,5 угловой секунды и может подавать сигналы NIRI, NIFS или GNIRS; ^[8] он может использовать естественные или лазерные направляющие звезды. Совместно с NIRI он отвечал за открытие HR8799b .

В Gemini-S система мульти-сопряженной адаптивной оптики Gemini (GeMS) может использоваться с формирователем изображения ближнего инфракрасного диапазона и спектрометрией FLAMINGOS-2 или формирователем изображения Gemini South Adaptive Optics (GSAOI), который обеспечивает однородное качество изображения с ограничением дифракции к полям обзора углового масштаба. GeMS получил первый свет 16 декабря 2011 года. ^[9] Используя созвездие из пяти лазерных опорных звезд, он достиг FWHM 0,08 угловой секунды в диапазоне H в поле 87 квадратных секунд дуги.

Адаптивное вторичное зеркало было рассмотрено для Близнецов ^[10], которое обеспечило бы разумные поправки с адаптивной оптикой (эквивалентные естественному видению на уровне 20-го процентиля в течение 80% времени) для всех инструментов телескопа, к которому оно прикреплено. . Однако по состоянию на 2017 год ^[update]таких обновлений ни на одном из телескопов не планируется.

Инструменты [ править ]

В последние годы Совет Близнецов поручил обсерватории поддерживать только четыре инструмента на каждом телескопе. Поскольку Gemini-N и Gemini-S по сути идентичны, обсерватория может перемещать инструменты между двумя участками, и делает это на регулярной основе. Два самых популярных инструмента - это многообъектные спектрографы Gemini (GMOS) на каждом из телескопов. Построенный в Эдинбурге, Шотландия в Великобритании астрономической Technology Center , ^{[ править ]} эти инструменты обеспечивают несколько объектов спектроскопии, длинной щели спектроскопии , визуализации и интегрального поля спектроскопии в оптическом диапазоне длин волн. Детекторы в каждом приборе недавно были обновлены с помощью Hamamatsu Photonics.устройства, которые значительно улучшают работу в дальней красной части оптического спектра (700–1000 нм). ^[11]

Визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне и спектроскопия обеспечиваются приборами NIRI, NIFS, GNIRS, FLAMINGOS-2 и GSAOI. Наличие и подробное описание этих инструментов задокументировано на веб-сайте Gemini Observatory. ^[12]

Один из самых интересных новых инструментов Gemini - это GPI, Gemini Planet Imager . ^[13] GPI был построен консорциумом институтов США и Канады для выполнения требований предложения ExAOC Extreme Adaptive Optics Coronagraph. GPI - это поляриметр / спектрометр интегрального поля с экстремальной адаптивной оптикой , который обеспечивает данные с ограничением дифракции от 0,9 до 2,4 мкм. GPI может напрямую получать изображения планет вокруг ближайших звезд, яркость которых на одну миллионную меньше, чем у их родительской звезды.

Близнецы также поддерживают активную программу инструментов для посетителей. Инструменты могут быть поднесены к любому телескопу на короткие периоды времени и использованы для конкретных программ наблюдений группами инструментов. В обмен на доступ к Близнецам инструменты затем становятся доступными для всего сообщества Близнецов, чтобы их можно было использовать для других научных проектов. К приборам, в которых использовалась эта программа, относятся: прибор для измерения дифференциальных спеклов (DSSI), эшелле- спектрометр ближнего инфракрасного диапазона Phoenix и спектрометр среднего инфракрасного диапазона TEXES. Спектрограф ESPaDOnS, расположенный в подвале телескопа Канада-Франция-Гавайи.(CFHT) также используется как «инструмент для посетителей», хотя он никогда не переходит из CFHT. Инструмент подключен к Gemini-North с помощью оптоволокна длиной 270 метров. Эта система, известная как GRACES, обеспечивает оптическую спектроскопию очень высокого разрешения на телескопе 8-метрового класса.

Серебряное покрытие Gemini и оптимизация инфракрасного излучения позволяют проводить чувствительные наблюдения в средней инфракрасной части спектра (5–27  мкм ). Исторически сложилось так, что наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне были получены с помощью T-ReCS на юге Близнецов и Мишель на севере Близнецов. Оба инструмента имеют возможности визуализации и спектроскопии, хотя ни один из них в настоящее время не работает ^{[ когда? ]} используется в Близнецах.

Проблемы разработки инструментов [ править ]

Первая фаза разработки инструментария Gemini не прошла гладко; графики сдвигались на несколько лет, а бюджеты иногда превышали в два раза. В 2003 году процесс разработки инструмента был повторно проанализирован в отчете Aspen; ^[14], например, была введена программа стимулирования, по которой разработчикам инструментов гарантировалось значительное выделение времени телескопа, если они доставили инструмент вовремя и потеряли его из-за задержки инструмента.

Многообъектный спектрограф с широким полем зрения получил значительную научную поддержку, но потребовал бы серьезных изменений в конструкции телескопа - по сути, для этого инструмента потребовалось бы один из телескопов. Проект был прекращен в 2009 году. ^[15]

Разработка аппаратуры второго раунда [ править ]

В январе 2012 года обсерватория Близнецов начала новый виток разработки приборов. ^[16] Этот процесс с тех пор привел к разработке оптического спектрографа высокого разрешения, известного как GHOST, который будет введен в эксплуатацию в 2018 году. Совсем недавно процесс технико-экономического обоснования Gemini Instrument (GIFS) привел к запросу на получение среднего разрешения , широкополосный (от 350 нм до 2,5 мкм за одну экспозицию) спектрограф. Предложения были получены, и ожидается, что контракт будет размещен в начале 2017 года, а разработка начнется вскоре после этого.

Наблюдение и поддержка сообщества [ править ]

Основная миссия Обсерватории Близнецов - служить астрономическим сообществам в целом во всех странах-участницах; Действительно, Обсерватория обеспечивает большую часть общего доступа к большим оптическим / инфракрасным телескопам для многих участников и представляет собой единственное в США общественное здание 8-метрового класса. Обсерватория обращается к своему сообществу через Национальные офисы Близнецов (НПО) , офис в США находится в Тусоне в Национальной оптической астрономической обсерватории . НПО оказывают общую поддержку пользователям, от подготовки предложения до сбора данных, обработки и анализа.

В любой конкретный год два телескопа обычно предоставляли данные для более чем 400 отдельных научных проектов, более двух третей из которых возглавляются астрономами США. Около 50-70 процентов предложений первой категории достигают 100-процентного завершения в любой год. Примерно 90 процентов доступного времени (в ясную погоду) используется для научных исследований, остальное время выделяется на плановое обслуживание или теряется из-за непредвиденных технических неисправностей.

В последние годы Близнецы разработали новые инновационные режимы наблюдения. К ним относятся программа «Большой и длинный» для поддержки запросов на большое количество времени телескопа и программу «Быстрый поворот» для обеспечения быстрого доступа к телескопу. Эти и другие режимы были одобрены Советом директоров Gemini и пользуются популярностью среди пользователей. В 2015 году до 20 процентов доступного времени телескопа использовалось для больших и длинных программ, что с точки зрения часов наблюдений привлекло в пять раз больше запросов пользователей, чем можно было удовлетворить. В тот же период около 10 процентов времени телескопа было отведено программе Fast Turnaround, которая во второй половине 2015 года была превышена в 1,6 раза. В 2015 году оставшееся время, выделенное на Gemini в США, было превышено примерно в 2 раза,соответствует последним годам.

Перспективы (с 2017 г.) [ править ]

В 2010 году Национальный исследовательский совет США (NRC) провел шестое десятилетнее исследование в области астрономии и астрофизики, чтобы рекомендовать ключевые научные вопросы и новые инициативы на текущее десятилетие. Поскольку и рекомендации NRC, и текущие программы не могли быть включены в последующие бюджетные прогнозы, Отдел астрономических наук Национального научного фонда через Консультативный комитет Управления математических и физических наук (MPS) провел портфель проектов на уровне сообщества. обзор, чтобы дать рекомендации по внедрению, которые наилучшим образом ответят на вопросы науки десятилетнего обзора. Итоговый отчет «Развитие астрономии в грядущем десятилетии: возможности и проблемы» ^[17]был выпущен в августе 2012 года и содержал рекомендации, касающиеся всех основных телескопов, финансируемых NSF. В отчете Комитета по обзору портфеля обсерватория Близнецы оценивается как важнейший компонент будущих ресурсов астрономических исследований США и рекомендуется, чтобы США сохраняли контрольную долю в международном партнерстве, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет. Однако с учетом рассмотренных ограничений Комитет рекомендовал ограничить вклад США в операции Gemini в 2017 году и в последующий период.

С тех пор NSF заказал Национальному исследовательскому совету исследование под названием «Стратегия оптимизации оптических / инфракрасных систем США в эпоху большого синоптического обзорного телескопа». ^[18] В отчете содержится рекомендация, чтобы NSF работал со своими партнерами в Gemini, чтобы обеспечить хорошие возможности Gemini-South для спектроскопии слабых объектов в начале эпохи Большого синоптического обзорного телескопа (LSST). Поддержка обсерваторией разработки спектрографа среднего разрешения следующего поколения в течение следующих 5–6 лет напрямую связана с этой рекомендацией.

С подписанием нового Международного соглашения в конце 2015 года поддержка пяти подписавших сторон (США, Канада, Аргентина, Бразилия и Чили) обеспечена на период 2016-2021 годов. Также существует большая вероятность того, что нынешние партнеры с ограниченным сроком действия, Австралия и Корея, продолжат свои отношения с обсерваторией таким образом или будут стремиться стать полноправными участниками до окончания текущего соглашения.

Наблюдения и исследования [ править ]

Близнецы были одним из телескопов, которые наблюдали включение ядерных переходных процессов, наряду с космическим телескопом Свифт (он же обсерватория Нила Герелса Свифта с 2018 года) и телескопом Хилтнера (обсерватория МДМ). ^[19] Переходное событие было названо PS1-13cbe и обнаружено в галактике SDSS J222153.87 + 003054.2 ^[19]

См. Также [ править ]

• Кронбергер 61
• Список крупнейших оптических отражающих телескопов
• Обсерватории Мауна-Кеа

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Официальный веб-сайт
• Галерея изображений обсерватории Близнецов
• Великобритания восстановлена ​​в качестве партнера в Gemini
• Сохранить астрономию
• Новости о партнерстве Gemini в Великобритании
• Решение вопроса о партнерстве с Великобританией
• Фотографии обсерваторий Близнецов и других обсерваторий Мауна-Кеа из фильма Майкла Дж. Уэста « Нежный звездный дождь: история астрономии на Мауна-Кеа ». ISBN 0-931548-99-3 . 
• «Сокращение финансирования науки коснется британских астрономов»  - The Daily Telegraph