Радио обсерватории Nançay (на французском языке: Станция де радиоастрономии де Nançay ), открытый в 1956 году, входит в состав Парижской обсерватории , а также связан с университетом Орлеанского . Он расположен в департаменте по Cher в Sologne регионе Франции . Станция состоит из нескольких инструментов. Наиболее знаковым из них является большой дециметровый радиотелескоп, который является одним из крупнейших радиотелескопов в мире. Давно зарекомендовали себя также радиогелиограф, Т-образная решетка и декаметровая решетка, работающие на длинах волн от 3 до 30 метров.
Место расположения | Франция |
---|---|
Координаты | 47 ° 22′50 ″ с.ш., 2 ° 11′42 ″ в.д. / 47,38042 ° с. Ш. 2,19503 ° в.Координаты : 47 ° 22′50 ″ с.ш., 2 ° 11′42 ″ в.д. / 47,38042 ° с. Ш. 2,19503 ° в. |
Веб-сайт | www |
Телескопы | Нансайский радиогелиограф Нансайский радиотелескоп |
Связанные СМИ на Викискладе? | |
История
Радиоастрономия появилась после Второй мировой войны , когда специалисты и излишки оборудования стали доступны для использования в гражданских целях. Эколь Нормаль был дан три диаметра 7,5 м Вюрцбург RIESE , что англичане захватили у немцев во время войны. Первоначально они были развернуты в исследовательском центре французского флота в Маркусси . [1]
Было признано, что для радиоастрономии требуется большой, плоский и удаленный объект для размещения антенн, разнесенных на расстояния 1,5–2 км или значительных размеров, и для предотвращения нежелательных радиоволн, создаваемых человеческими технологиями. Лесной участок площадью 150 га возле Нансая стал доступен и был приобретен в 1953 году. Первоначально были установлены различные небольшие приборы - одиночные тарелки и интерферометры . Были построены железнодорожные пути шириной 6 м, один с востока на запад и один с севера на юг, которые будут нести экваториально установленные 40-тонные антенны Würzburg. [1]
Предшественник нынешнего гелиографа имел 16 антенн диаметром 5 м, равномерно распределенных вдоль базовой линии восток-запад длиной 1500 м, в то время как восемь антенн диаметром 6 м были ориентированы с севера на юг. Частота наблюдалась была 169 МГц (1,77 м длины волны ). [2]
После открытия линии 21 см в 1951 г. и перспективы наблюдения излучения и поглощения межзвездных и внегалактических линий возникла потребность в более чувствительных радиотелескопах ; их больший размер также обеспечит более высокое угловое разрешение . План этого «большого радиотелескопа» был разработан Джоном Д. Краусом в 1956 году . Эта конструкция сделала возможной большую зону сбора и высокое разрешение при умеренной потребности в движущихся частях. Недостатками были ограничение по меридиану и асимметричное угловое разрешение, которое было бы намного грубее по высоте, чем по азимуту . Контроль высоты поначалу оказался очень сложным. [1]
Большой радиотелескоп
Большой радиотелескоп (по-французски le Grand Radiotélescope , или ласково le Grand Miroir [3] ) был построен между 1960 и 1965 годами. [4] Первоначально только центральные 20% первичного и вторичного зеркал были установлены в качестве доказательства того, что концепция. Зеркала были расширены до своего полного нынешнего размера в 1964 году, а телескоп был официально открыт в 1965 году Шарлем де Голлем . Научные наблюдения начались в 1967 году.
Большой радиотелескоп представляет собой транзитный телескоп типа Крауса . Главное зеркало в северном конце установки представляет собой плоское зеркало шириной 200 м и высотой 40 м. Его можно наклонять, чтобы приспособиться к высоте наблюдаемого объекта. Он состоит из пяти сегментов шириной 20 м и массой 40 т каждый. Радиоволны отражаются горизонтально во вторичное зеркало на 460 м южнее. Форма вторичной обмотки - сегмент сферы шириной 300 м и высотой 35 м. Вторичный отражатель отражает радиоволны обратно в свою фокусную точку на расстоянии 280 м к северу и примерно на 60% расстояния обратно к основному объекту. В фокусе находится кабина с дополнительными зеркалами и ресивером. Во время наблюдения кабина перемещается с запада на восток для отслеживания наблюдаемого объекта в течение примерно часа вокруг его прохождения через меридиан . [4] [1]
Первичное и вторичное зеркала образованы металлической проволочной сеткой с отверстиями диаметром 12,5 мм. Отражающие поверхности имеют точность до 4 мм, что позволяет использовать их на длинах волн более 8 см. Таким образом, телескоп предназначен для работы с дециметровыми волнами, включая спектральную линию 21 см нейтрального атомарного водорода (HI) и спектральную линию 18 см радикала ОН . [4]
Детектор радиоволн охлаждается до 20 К, чтобы уменьшить шум от приемника и тем самым улучшить чувствительность к небесному излучению.
Большой радиотелескоп наблюдает на частотах от 1,1 ГГц до 3,5 ГГц, непрерывное излучение, а также спектральные линии излучения или поглощения. Автокоррелятор спектрометр может наблюдать восемь спектров на разных частотах с 1024 каналов каждая и спектральным разрешением 0,3 кГц. Инструмент особенно подходит для крупных статистических съемок и наблюдения за объектами переменной яркости. [3]
Наблюдательные проекты включают: [4] [3]
- Излучение галактик 21 см HI для изучения их вращения, расстояний, скоплений и движения. Сюда входят галактики, скрытые в видимом свете Млечным путем , синие компактные галактики, галактики с низкой поверхностной яркостью (в видимом свете) и активные ядра галактик .
- Пульсары , включая синхронизацию импульсов, расстояние и межзвездную среду на пути света к Земле. Нансай является частью European Pulsar Timing Array.
- Звездные оболочки, эруптивные звезды и красные гиганты .
- Излучение и поглощение 18 см OH в кометах для определения скорости потери ими воды и газа.
Радиогелиограф
Гелиограф представляет собой Т-образный интерферометр, состоящий из установленных на экваторе антенн диаметром в несколько метров (чаще всего 5 м). 19 антенн расположены на линии восток-запад длиной 3,2 км, 25 антенн - на линии север-юг длиной 2,5 км. Инструмент наблюдает за Солнцем семь часов в день для получения изображений короны в диапазоне частот от 150 МГц до 450 МГц (длины волн от 2 м до 0,67 м). В этом случае угловое разрешение аналогично разрешению невооруженного глаза в видимом свете. Можно делать до 200 изображений в секунду. Это позволяет систематически изучать спокойную корону, солнечные вспышки и корональные выбросы массы . [4] [5]
Нансайские наблюдения дополняют одновременные наблюдения космическими зондами в видимом и ультрафиолетовом свете, а также в рентгеновских лучах . [5]
Декаметровый массив
Декаметрическая решетка была построена между 1974 и 1977 годами. Она состоит из 144 спиральных антенн , которые сделаны из проводящих кабелей, скрученных по спирали вокруг конических опорных конструкций. У основания конусы 5 м в диаметре и 9 м в высоту; они наклонены на 20 ° к югу. Шишки раскиданы на площади около гектара. Половина конусов свернута в противоположном направлении, чем другая, что позволяет различать радиоволны с левой и правой круговой поляризацией . При каждой поляризации площадь сбора составляет около 3500 м 2 , что эквивалентно тарелке диаметром 67 м. Прибор чувствителен к длинам волн от 3 до 30 м, которые являются самыми длинными радиоволнами, наблюдаемыми через ионосферу . Прибор представляет собой не интерферометр, а фазированную решетку . Одна параболическая антенна для этих длинных волн должна быть невероятно большой. Кроме того, фазированную решетку можно мгновенно перенаправить в другое направление наблюдения, изменив задержки электронного сигнала между отдельными антеннами. [6] [7]
Угловое разрешение составляет около 7 ° на 14 °. Декаметровая матрица не создает изображений, а наблюдает за одним спектром из наблюдаемого положения неба и регистрирует его изменение во времени. Двумя основными объектами являются верхняя корона Солнца и магнитосфера Юпитера , которые наблюдаются почти ежедневно с 1977 года. Временные изменения сигналов от Солнца и Юпитера очень быстрые, так что в Нансай были очень быстрые приемники. разработан для этих наблюдений. [6] [7]
Нансайские наблюдения Юпитера дополняют результаты космических миссий, таких как " Вояджер" и " Галилео" . [6]
ЛОФАР и НенуФАР
LOFAR состоит из примерно 50 антенных решеток или «станций» по всей Европе. Они связаны высокоскоростным Интернетом с компьютером в Нидерландах. Он оптимизирован для диапазона от 110 МГц до 250 МГц (от 2,7 м до 1,2 м), но по-прежнему имеет скромные характеристики на частотах от 30 до 80 МГц (от 10 м до 3,7 м). [8]
NenuFAR ( N ew E xtension in N ançay U pgrading LO FAR ) представляет собой фазированную решетку с очень низкими частотами, оптимизированную для диапазона частот от 10 до 85 МГц (от 30 до 4 м). Это самые длинные радиоволны, не блокируемые ионосферой . Ранние научные операции должны начаться в 2019 году. Основные научные цели: [8]
- обнаружение и исследование (магнитосфер) экзопланет в радиоволнах,
- обнаружение эпохи образования первых звезд и галактик примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва , когда нейтральный атомарный водород реионизировался ,
- изучение пульсаров , включая спектроскопию, через Млечный Путь на низких частотах.
По завершении будет 1938 антенн. Большинство из них будет в ядре диаметром 400 м, но 114 антенн будут разнесены на расстояние до 3 км. [9]
НенуФАР будет тройным инструментом: [8]
- радиотелескоп, одновременно наблюдающий за несколькими позициями,
- автономный радиоприемник, строящий радиоизображения с разрешением 1 ° за секунды и 10 'в часах,
- «суперстанция» LOFAR, т. е. большая часть станции LOFAR в Нанчай, позволяющая с помощью комбинации NenuFAR и LOFAR создавать радиоизображения с разрешением менее угловой секунды.
Другие инструменты и сотрудничество
В последние годы и десятилетия проекты астрономических наблюдений стали международным сотрудничеством из-за необходимого объединения опыта и финансирования. В некоторых случаях телескопы распространяются на несколько стран. Таким образом, разработки в Нансай в 21 веке, как правило, заключаются в предоставлении площадки для частей более крупных инструментов, таких как LOFAR , и вклада опыта в международное сотрудничество, такое как LOFAR и Square Kilometer Array (SKA). [10]
ОБЪЯТИЕ
Расположенный в Nançay и Вестерборка , ОБЪЯТИЕ ( Е lectronic М Ulti б EAM R Adio A stronomy C OnC е пт) представляет собой установку прототипа для фазы 2 СКА. Это фазированная решетка из 4608 антенн, работающих в диапазоне от 900 MHy до 1500 МГц. Они укрыты радиоприемником площадью 70 м 2 . С помощью нескольких лучей можно одновременно наблюдать несколько местоположений неба. [7] [10]
ORFEES
ORFEES (Радиоспектральные наблюдения для FEDOME et les Etudes des Eruptions Solaires) - это антенна диаметром 5 м, предназначенная для наблюдения за космической погодой и прогнозирования солнечных вспышек. Он ежедневно наблюдает за солнечной короной в диапазоне от 130 МГц до 1 ГГц и может отслеживать радиоизлучение Солнца почти в реальном времени. [7]
CODALEMA
CODALEMA ( Со СМИК луча D etection rray с л ogarithmic Е Lectro М agnetic ntennas) представляет собой набор инструментов , чтобы попытаться обнаружить ультра-высоких энергий космических лучей , которые вызывают каскады частиц в атмосфере. Эти атмосферные ливни генерируют очень короткие электромагнитные сигналы, которые измеряются в широком диапазоне частот от 20 МГц до 200 МГц. Массив из примерно 50 антенн разбросан по большой площади площадки. [7]
Контрольная антенна
Антенна, расположенная над верхушками деревьев на мачте высотой 22 м, в течение 20 лет отслеживала радиоэлектрическое качество территории Нансая. Это позволяет идентифицировать помехи, влияющие на наблюдения радиогелиографа и декаметровой решетки. Полосы от 100 МГц до 4000 МГц наблюдаются полностью и во многих направлениях. [7]
Pôle des Étoiles
Большой радиотелескоп, несколько дисплеев вокруг обсерватории и одну или две антенны гелиографа можно увидеть с парковки туристического центра Pôle des Étoiles . В часы работы визит-центра предлагает постоянную экспозицию по астрономии и работе обсерватории. Раз в день также проводится шоу в планетарии и экскурсия по большому радиотелескопу и радиогелиографу. [11]
Рекомендации
- ^ a b c d Жан-Луи Стейнберг (2004). "La création de la station de Nançay". L'Astronomie . 118 : 626–631. ISSN 0004-6302 .
- ^ Жан-Луи Стейнберг (2004). "Радиоастрономия интерферометрия". L'Astronomie . 118 : 622–625. ISSN 0004-6302 .
- ^ а б в Жиль Теюро, Исмаэль Коньяр (2004). "Большой мир". L'Astronomie . 118 : 10–16. ISSN 0004-6302 .
- ^ а б в г д Жан-Луи Стейнберг (2004). "Les cinquante ans de Nançay". L'Astronomie . 118 : 5–9. ISSN 0004-6302 .
- ^ а б Карл-Людвиг Кляйн (2004). "Le soleil en ondes radioélectriques - Le radiohéliographe de Nançay". L'Astronomie . 118 : 21–25. ISSN 0004-6302 .
- ^ а б в Филипп Зарка (2004). "Le réseau décamétrique de Nançay et l'interaction électrodynamique Ио-Юпитер". L'Astronomie . 118 : 17–20. ISSN 0004-6302 .
- ^ а б в г д е "Station de Radioastronomie de Nançay" . Проверено 15 ноября 2019 .
- ^ а б в «NenuFAR - новое расширение в Нансай, улучшающее LOFAR» . Проверено 15 ноября 2019 .
- ^ "Открытие NenuFAR, уникального в мире радиотелескопа" . 2019-10-03 . Проверено 15 ноября 2019 .
- ^ а б Николя Дюбуло, Вим ван Дриэль, Ален Кердраон, Филипп Зарка (2004). "La station de Nançay et les projets internationaux de 'radiotélescopes du futur ' ". L'Astronomie . 118 : 26–29. ISSN 0004-6302 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ "Pôle des Étoiles de Nançay" . Проверено 7 ноября 2019 .
дальнейшее чтение
- Уэйн Орчистон, Джеймс Лекё, Жан-Луи Стейнберг, Жан Деланнуа (2007). «Освещая историю французской радиоастрономии - 3: Вюрцбургские антенны в Маркусси, Медоне и Нансе» . Журнал астрономической истории и наследия . 10 (3): 221–245. ISSN 1440-2807 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Уэйн Орчистон, Жан-Луи Стейнберг, Мукуи Кунду, Жак Арсак, Эмиль-Жак Блюм, Андре Буишо (2009). «Освещение истории французской радиоастрономии - 4: Ранние исследования Солнца в Высшей школе нормального климата в Маркусси и Нансе» . Журнал астрономической истории и наследия . 12 (3): 175–188. ISSN 1440-2807 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Джеймс Лекё, Жан-Луи Стейнберг, Уэйн Орчистон (2010). «Освещая историю французской радиоастрономии - 5: Большой радиотелескоп Нансая» . Журнал астрономической истории и наследия . 13 (1): 29–42. ISSN 1440-2807 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Моник Пик, Жан-Луи Стейнберг, Уэйн Оркистон, Андре Буашо (2011). «Освещая историю французской радиоастрономии - 6: Многоэлементные решетки в Нансае» . Журнал астрономической истории и наследия . 14 (1): 57–77. ISSN 1440-2807 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с Нансайской обсерваторией на Викискладе?
- Нансайская радиообсерватория (официальный сайт, на французском языке)
- Pôle des Étoiles (официальный сайт центра для посетителей, на французском языке)