Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мурчисон Уайдфилд Массив
MWA 32T Tile.jpg
Индивидуальная плитка MWA-32T
ЧастьРадиоастрономическая обсерватория Мерчисона Отредактируйте это в Викиданных
Местоположение (а)Западная Австралия , Австралия
Координаты26 ° 42′12 ″ ю.ш. 116 ° 40′16 ″ в.д. / 26,7033 ° ю.ш.116,671 ° в. / -26,7033; 116,671 Координаты: 26 ° 42′12 ″ ю.ш. 116 ° 40′16 ″ в.д.  / 26,7033 ° ю.ш.116,671 ° в. / -26,7033; 116,671 Отредактируйте это в Викиданных
Длина волны3,75, 1 м (80, 300 МГц)
Построен2007–2012 ( 2007–2012 ) Отредактируйте это в Викиданных
Стиль телескопарадиоинтерферометр Отредактируйте это в Викиданных
Диаметр3 км (9842 футов 6 дюймов) Отредактируйте это в Викиданных
Место сбора512 м 2 (5 510 квадратных футов)Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтwww .mwatelescope .org Отредактируйте это в Викиданных
Murchison Widefield Array находится в Австралии.
Мурчисон Уайдфилд Массив
Расположение массива Мерчисон Уайдфилд
Страница общин Связанные СМИ на Викискладе?
[ редактировать в Викиданных ]

Массив Мерчисонского Widefield ( МДЖ ) является совместным проектом между международным консорциумом организаций по строительству и эксплуатации низкочастотного массива радио . Основными научными целями MWA, работающего в диапазоне частот 70–300 МГц, являются обнаружение эмиссии нейтрального атомарного водорода в космологической эпохе реионизации (EoR), изучение Солнца , гелиосферы , ионосферы Земли и радиопереходных явлений. , а также карта внегалактического радио неба. Он расположен в Радиоастрономической обсерватории Мерчисон (MRO).

Наряду с Километр массивом Australian Square Pathfinder (ASKAP), также на ТОиР и два радиотелескопов в Южной Африке, Водород Epoch реионизации массива (HERA) и сурикат , то МДЖ является одним из четырех предшественников международного проекта , известный как кв.км Массив (SKA).

Развитие [ править ]

MWA должен был быть расположен на станции Mileura, где проводились первоначальные испытания [1], затем был перемещен на юго-запад на станцию ​​Boolardy в глубинке Западной Австралии , в Радиоастрономической обсерватории Мерчисон (MRO), в 800 км к северу от Перта. Это место предлагает тихую радиосреду и стабильный климат для наблюдений. [2] MRO также является местом расположения системы Pathfinder для установки австралийских квадратных километров CSIRO [3](ASKAP) и один из двух выбранных участков в Австралии для массива квадратных километров (SKA). Помимо географической связи, MWA является одним из четырех официальных телескопов-предшественников SKA - инструментов, которые предоставляют инструментальную, научную и оперативную информацию, помогающую направлять разработки SKA, наряду с двумя объектами в Южной Африке, HERA и MeerKAT. [4]

Изначально MWA задумывался как прибор с 512 ячейками (512T) [5], который строился поэтапно. Первым этапом был прототип из 32 плиток (MWA-32T), который был сконструирован и эксплуатировался с возрастающими возможностями в период 2007–2011 гг., Тестировалось оборудование телескопа и проводились предварительные научные наблюдения, включая первоначальные наблюдения полей EoR. [6]

Первая фаза телескопа, так называемая «Фаза I MWA», была полностью завершена в конце 2012 года [7] и завершилась вводом в эксплуатацию 20 июня 2013 года, прежде чем перейти в полную эксплуатацию. Фаза I MWA была первой так называемой решеткой большого N, полностью коррелирующей сигналы от 128 фазированных плиток, каждая из которых состоит из 16 скрещенных диполей, расположенных в квадрате 4x4. В рамках запланированного будущего развертывания инфраструктуры на объекте ТОиР была установлена ​​во время фазы I, чтобы в конечном итоге можно было наращивать до 256 ячеек. Общая стоимость первой фазы проекта составила 51 миллион австралийских долларов. [8] Массив Фазы I в значительной степени управлялся вторым директором MWA Стивеном Тингеем . [ необходима цитата ]

В 2017 году телескоп получил запланированную существенную модернизацию, увеличив вдвое как количество антенн, так и разрешающую способность инструмента; увеличение чувствительности примерно в 10 раз. Этот модернизированный прибор известен как "Phase II MWA". Фаза II была практически завершена в октябре 2017 года и официально запущена 23 апреля 2018 года. Установкой дополнительных антенн и вводом в эксплуатацию массива руководил третий директор MWA, Рэндалл Уэйт, а работу приборов Фазы II возглавил нынешний директор. , Мелани Джонстон-Холлитт . [ необходима цитата ]

Наука [ править ]

MWA по своей сути является универсальным прибором с очень большим полем зрения (порядка 30 градусов в поперечнике), способным охватить широкий спектр научных целей. В фазе I массив предоставляет множество научных статей по таким темам, как обнаружение области (ов) H II в плоскости Галактики, ограничения радиоизлучения от внесолнечных планет, наблюдения гало и реликвий в скоплениях галактик до обнаружения переходных процессов. радиоисточники и отслеживание космического мусора. Двумя наиболее значительными результатами фазы I MWA были:

  • Первое обнаружение плазменных трубок в ионосфере студенткой Клео Лой . [9] Г-жа Лой получила премию Бока Астрономического общества Австралии в 2015 году за свои исследования. [10] [9]
  • "Галактический и внегалактический MWA всего неба" (или "GLEAM") - это исследование 300 000 внегалактических источников на 20 частотах между 70 и 230 МГц, проведенное MWA. [11] [12]

Обзор системы [ править ]

Антенна MWA состоит из регулярной сетки 4х4 дипольных элементов с двойной поляризацией, расположенных на заземляющей поверхности из стальной сетки 4 х 4 м. Каждая антенна (с ее 16 диполями) известна как «плитка». Сигналы от каждого диполя проходят через малошумящий усилитель (МШУ) и объединяются в аналоговый формирователь луча.изготовить изразцовые балки на небе. Формирователи лучей сидят рядом с плитками в поле. Радиочастотные (RF) сигналы от лучей плитки передаются на приемник, причем каждый приемник может обрабатывать сигналы из группы из восьми плиток. Поэтому приемники сидят в поле рядом с группами по восемь плиток; кабели между приемниками и формирователями луча передают данные, питание и сигналы управления. Питание приемников осуществляется от центрального генератора. Приемник содержит аналоговые элементы для обработки сигналов при подготовке к дискретизации и оцифровке. Диапазон частот 80–300 МГц - Найквист.-выбран с высокой точностью. Цифровые элементы в приемнике (после дигитайзера) используются для преобразования данных временного ряда в частотную область с разрешением 1,28 МГц - 5 реальных бит и 5 мнимых битов для каждого элемента разрешения. Наборы каналов грубой частоты 1,28 МГц передаются по оптоволоконному соединению в подсистему коррелятора, расположенную в центре обработки данных CSIRO рядом с площадкой MWA. MWA использует объект CSIRO совместно с программой ASKAP. [ необходима цитата ]

В Фазе I большинство плиток (112) были разбросаны по центральной области размером примерно 1,5 км, образуя массив с очень высоким качеством изображения и полем обзора в несколько сотен квадратных градусов при разрешении в несколько угловых минут. Остальные 16 плиток размещены вне ядра, что дает базовые расстояния около 3 км, что позволяет проводить наблюдения с более высоким угловым разрешением. [ необходима цитата ]

На этапе II MWA работал в двух конфигурациях: компактной конфигурации и расширенной конфигурации на 128 ячеек каждая. Компактная конфигурация состоит из семи приемников фазы I и 56 плиток, плюс 72 новых плитки, расположенных в двух плотных шестиугольных конфигурациях, каждая из 36 плотно упакованных плиток. Новые шестиугольные супер-плитки в компактной конфигурации используют концепцию «избыточных интервалов», чтобы помочь откалибровать массив с высокой точностью для обнаружения EoR. Расширенная конфигурация состоит из девяти приемников фазы I и 72 исходных плиток, а также дополнительных 56 новых длинных базовых плиток, которые обеспечивают базовые расстояния около 5 км. [ необходима цитата ]

Исходная подсистема коррелятора состоит из плат многофазного банка фильтров (PFB), которые преобразуют каналы грубой частоты 1,28 МГц в каналы с разрешением по частоте 10 кГц для подготовки к взаимной корреляции. Платы коррелятора затем перекрестно умножают сигналы от всех плиток для формирования данных видимости. Распределенный тактовый сигнал обеспечивает согласованность приемников в полевых условиях и поддерживает синхронизацию коррелятора. Эта система способна принимать данные только из 128 ячеек, и, таким образом, хотя массив в настоящее время состоит из 256 ячеек, только половина ячеек коррелирована одновременно, что приводит к двум конфигурациям, описанным выше. MWA Collaboration планирует заменить этот коррелятор в ближайшем будущем на более новую машину, способную принимать данные со всех 256 плиток. [цитата необходима ]

MWA управляется удаленно через интерфейс с программным пакетом Monitor and Control (M&C), находящимся на выделенном компьютере, расположенном в центре обработки данных CSIRO на сайте MWA. Программное обеспечение M&C поддерживает основанное на состоянии описание аппаратного обеспечения и управляемую событиями базу данных, описывающую планирование наблюдений прибора. Программное обеспечение M&C управляет несколькими элементами системы, включая наведение и отслеживание формирователей луча, выбор частоты приемников, параметры корреляции для коррелятора и функции RTC / RTS, среди прочего. Система M&C вносит свой вклад в архив MWA, сохраняя "метаданные" прибора во внешней базе данных.Это включает в себя как конфигурации прибора для каждого наблюдения, так и служебную информацию, собранную с различных аппаратных компонентов. [цитата необходима ]

Данные передаются с сайта в архив MWA, расположенный в конце подключения к сети с высокой пропускной способностью. Основной архив данных MWA находится в Перте в суперкомпьютерном центре Pawsey . По состоянию на декабрь 2018 года полученные первоначально откалиброванные данные затем предоставляются международному астрономическому сообществу через узел MWA Австралийской виртуальной обсерватории All-Sky Virtual Observatory (ASVO). Значительные продукты обработки данных, произведенные MWA Collaboration, такие как первоначальный выпуск обзора GLEAM, также доступны через различные международные научные базы данных для последующего анализа и интерпретации. [ необходима цитата ]

Партнеры по проекту [ править ]

На этапе I консорциум MWA первоначально включал 110 отдельных исследователей из 12 учреждений из Австралии, Новой Зеландии, США и Индии. Новая Зеландия присоединилась к консорциуму в конце 2011 года, и еще два учреждения из США были добавлены в 2014 году, в результате чего общее количество партнерских организаций Фазы I достигло 14. К концу Фазы I в MWA было вовлечено 160 отдельных ученых-исследователей.

Членство в консорциуме MWA было значительно расширено на Фазе II с принятием Канады, Китая и Японии, хотя Индия вышла из консорциума в это время. Тем не менее, в начале фазы II MWA расширился до 21 партнерской организации в 6 странах и насчитывал 270 отдельных ученых. Расширение сотрудничества в значительной степени было результатом работы тогдашнего председателя правления MWA (январь 2014 г. - январь 2018 г.) и нынешнего директора MWA Мелани Джонстон-Холлитт .

По состоянию на 2018 год проект MWA состоит из следующих партнеров проекта: [ ссылка ]

Финансирование MWA до настоящего времени осуществлялось партнерскими организациями и за счет ассигнований от национальных финансирующих агентств: Министерства экономического развития Новой Зеландии (ныне Министерство бизнеса, инноваций и занятости), Национального научного фонда США , Австралийского исследовательского совета ( ARC), Австралийской национальной стратегии развития инфраструктуры совместных исследований (NCRIS), администрируемой Astronomy Australia Ltd., и Австралийско-индийского фонда стратегических исследований (AISRF). Кроме того, поддержка вычислительного оборудования MWA была предоставлена ​​через грант IBM Shared University Research Grant, предоставленный Веллингтонскому университету Виктории и Университету Кертина (ИП: Johnston-Hollitt и Tingay).

См. Также [ править ]

  • Список астрономических обсерваторий
  • ЛОФАР

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Мерчисон Уайдфилд Массив" . Обсерватория Хейстэк Массачусетского технологического института. 2013 . Проверено 17 февраля 2013 года .
  2. ^ МДЖ Сайт в Западной Австралии архивации 13 апреля 2012в Wayback Machine . Мерчисон Уайдфилд Массив. Проверено 2 декабря 2012 года.
  3. ^ Массив квадратных километров . CSIRO. Проверено 2 декабря 2012 года.
  4. ^ «Предвестники и следопыты» . Массив квадратных километров . Проверено 22 ноября 2020 года .
  5. ^ (Май 2011 г.). Murchison Widefield Array (MWA): текущее состояние и планы . Американское астрономическое общество. Проверено 2 декабря 2012 года.
  6. ^ (Май 2011 г.). Наблюдения MWA потенциальных полей EoR . Бюллетень Американского астрономического общества, Vol. 43. Американское астрономическое общество. Проверено 2 декабря 2012 года.
  7. ^ Мы сделали это! . Приключения в астрономии. Проверено 2 декабря 2012 года.
  8. ^ "Австралия представляет телескоп, чтобы предупредить о солнечных вспышках" . Сырая история . Raw Story Media. 1 декабря 2012 . Проверено 2 декабря 2012 года .
  9. ^ a b Как студентка обнаружила плазменные трубки в небе , Тара Мерфи, Беседа , 5 июня 2015 г., по состоянию на 7 июня 2015 г.
  10. ↑ Студент физики Сиднейского университета отображает огромные плазменные трубы в небе , Маркус Стром, Sydney Morning Herald , 1 июня 2015 г., по состоянию на 8 июня 2015 г.
  11. ^ "MWA - GLEAM Survey" . MWA . Проверено 30 ноября +2016 .
  12. ^ «БЛЕСК» . ICRAR. 24 октября 2016 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с массивом Мерчисон Уайдфилд на Викискладе?