Надпис: Оригиналният контролен бюро Jodrell Bank с изглед към телескопа Lovell. Кредит: Антъни Холоуей.
Миналата седмица разгледахме публичното лице на обсерваторията на банката Jodrell, Центъра за откриване. Но тази седмица получаваме задкулисна обиколка на сърцето на тази впечатляваща и историческа обсерватория.
Д-р Тим О’Брайън е асоцииран директор на Обсерваторията на банката Джодрел и читател по астрофизика в училището по физика и астрономия в Манчестърския университет. Когато започваме обиколката си на телескопите, контролната зала и компютрите, той обяснява ролята на Джодрел в историческото развитие на радиоастрономията. Телескопът Ловел в сърцето на обсерваторията днес е сграда, включена в категория 1, както и в най-новата граница на настоящите и наистина бъдещи научни изследвания.
Jodrell Bank първоначално е била мястото на изпитвателната площадка на университетския отдел по ботаника. Обсерваторията е основана от сър Бърнард Ловел, когато намесата от трамваите нарушава изследванията на космическите лъчи, които той провежда в училището по физика в главния университетски град в университета. Сър Бернар премества радиолокационното си оборудване на обекта през 1945 г., за да се опита да открие радио ехо от йонизираните следи на космическите лъчи, но вместо това основава изцяло нова област на изследване на метеори.
Телескопът Ловел (първоначално Марк I) беше най-големият управляем радиотелескоп в света (76,2 м в диаметър) и единственият, който успя да проследи ракетата за изстрелване на Sputnik 1 през 1957 г .; тя все още е третата по големина в света. Освен проследяване и получаване на данни от такива сонди като Pioneer 5 през 1960 г. и Luna 9 през 1966 г., непрекъсната програма за надстройки дава възможност на обхвата да се измерват разстоянията до Луната и Венера и изследователски пулсари, астрофизични мазери, квазари и гравитационни лещи. Той предостави най-обширните проучвания на пулсари в бинарните звездни системи и откри първия пулсар в кълбовиден клъстер. Той открива първата гравитационна леща и също е използван за наблюдения на SETI. Сега на третата си отразяваща повърхност, непрекъсната програма от надстройки го направи по-мощен от всякога.
През 1964 г. е завършен елиптичният радио телескоп Марк II. Той стои в средата на полето, дрънкайки малкия наблюдателен купол, в който се намира оптическият телескоп на Тим и е заобиколен от следвоенни колиби, кръстени на изследванията, които са направени в тях, така че една се нарича Радиант (след метеори), а друга Луна. С основна ос от 38,1 м и малка ос от 25,4 м, Mark II се използва главно заедно с Lovell като част от e-MERLIN (Multi Element Radio Linked Interferometer Network) - националното радиоастрономическо съоръжение на Обединеното кралство, управлявано от Jodrell. Това включва до 7 радиосхеми: Lovell, Mark II, Cambridge, Defford, Knockin, Darnhall и Pickmere. e-MERLIN има най-дългата базова линия (разделяне на телескопите) от 217 км и разделителна способност по-добра от 50 милиарсекунди, което се сравнява с космическия телескоп Хъбъл, но с радио, а не с видими дължини на вълните. Манчестърският клон на Джодрел също е домакин на регионалния възел на Обединеното кралство за ALMA (големия милиметър / субмилиметров масив Atacama) в Чили.
Телескопът „42 фута“ стои до входа на основната сграда, в която се намира контролната зала. Основната задача на телескопите е непрекъснато да наблюдава Пулсара в сърцето на Крабната мъглявина (през цялото време той е над хоризонта). Тим в този момент показа впечатляващия си партиен трик математически да демонстрира, че обхватът наистина е насочен към Рака Пулсар, като се изчислява от правия възход на пулсара (05h 34m 31.97s) и деклинацията (+ 22d 00m 52.1s), където ще бъде в небето по това време. Той е събрал повече от 30 години данни, които представляват 4% от възрастта на пулсара, давайки жизнени указания за развитието на пулсарите.
Надпис: Д-р Тим О’Брайън разговаря с проф. Брайън Кокс и Дара О’Байн в контролната зала по време на Stargazing Live Credit: University of Manchester
Тим беше любезен, за да ме пусне в контролната зала, не често виждан от общи посетители на сайта, макар че той играе домакин на годишния сериал на Stargazing Live на Би Ти Ви, домакин на проф. Брайън Кокс и Дара О’Брайан. Той отлично илюстрира историята и текущата роля на Джодрел в радиоастрономията. Това е чудесна британска комбинация от съвременни компютърни технологии, оригинално оборудване от 1950 г. и всички точки между тях. В един ъгъл има масивни монитори с плосък екран, които показват и могат да контролират всеки от обхвата, атомен часовник, заедно с шкафове от дърво и стъкло, в които се намират потрепващи игли, които проследяват налягането на въздуха, скоростта на вятъра и температурата на ролки или дискове от хартия. В центъра на стаята е оригиналното бюро за управление под формата на подкова от 50-те години.
Огромният прозорец гледа към обхвата на Lovell, който беше „паркиран“ по време на посещението ми, докато на отразяващата купа беше даден нов слой боя, насочен право към зенита с приложени спирачки. Ако ветровете се увеличават по време на наблюдение, чинията трябва да се повдигне и да се премести до целта по-високо в небето. Ако ветровете достигнат 45 мили в час, ястието трябва да бъде паркирано в това изправено положение. За щастие това не се случва твърде често. Силното натрупване на сняг може да изкриви формата на ястието, така че трябва да се извади. Контролната зала се обслужва 24 часа на ден 365 дни в годината. Цялата стая има много задоволително количество мигащи светлини, циферблати, копчета и превключватели. Както Тим правилно казва: „Имате нужда от много мигащи светлини.“
Jodrell разполага с редица общи и специализирани компютърни клъстери. От 60-те години Lovell и Mark II редовно участват с VLBI (Very Long Baseline Interferometry), който включва телескопи в цяла Европа, Китай и Африка и може да бъде свързан с VLBA (Very Long Baseline Array) в Америка, за да създаде телескоп размер на планетата, способен да произвежда най-острите изображения в цялата астрономия. В помещението VLBI има огромен набор от приемници и записващо оборудване. Това включва GPS приемник, с точност до 0,5 милисек., Привързано известен като „Напълно точен часовник“, макар че имат по-нови такива с точност 25 наносекунди, а техният атомен часовник с мазер е точен до 1 част за 10 ^ 15 или 1 секунда на всеки 30 милиона години! Имената са нещо, което е Jodrell, пет генератора на сигнали, използвани за преобразуване на честоти в приемника, са спретнато етикетирани Sharon, Tracy, Nigel, Kevin и Darren.
Надпис: Телескопът Mark II в банка Jodrell. Кредит: Авторът
Jodrell е пионер на връзката на радиотелескопите на стотици километри и конструира специализираната мрежа от оптични влакна, която свързва всичките седем телескопа e-MERLIN. Тим спря за ефект пред впечатляващо голяма и тежко синя врата, която беше украсена с многобройни драматични предупредителни знаци и звъняше зловещо, с ръка върху здрав операционен лост. Това беше домът на коректора на e-MERLIN, фокусът на всичките седем телескопа и сърцето на мрежата, той трябва да бъде внимателно екраниран, така че да не пречи на радиосигналите на място. Тим натисна кода за въвеждане, дръпна лоста и нежното шумолене се превърна в оглушителен рев, когато влязохме в метална стая, запазена на студено с климатик. В ъгъла има масивни бутилки с газ, готови да запълнят помещението в случай на пожар. В центъра е пушен стъклен шкаф с размерите на голям гардероб, съдържащ компютърния център с фестони от жълти кабели от оптични влакна, свързани с телескопите и внасящи толкова данни в стаята, колкото пътуванията по останалата част от интернет в Обединеното кралство.
Джодрел има около 40 служители на обекта с над 100 души повече от сградата на Алан Тюринг на университета в Манчестър. Списъкът на изследователските програми на групата обхваща всички аспекти на астрономията - от изучаването на Големия взрив до откриването на екзопланети. Те са използвали пулсари, за да тестват теорията на гравитацията на Айнщайн, за която им е присъдена изследователската награда на ЕО Декарт. Те разработиха усилватели с нисък шум за космическия кораб Planck на ESA, който ще отчете своите космологични резултати през следващата година. С европейска мрежа от радиотелескопи те използват пулсари, за да опитат първото откриване на гравитационните вълни, предвидени от Айнщайн.
Гледайки към бъдещето, сега тече работа заедно с основната сграда за контрол върху изграждането на нова сграда, в която да се помещава Международният офис за проекти за SKA (Square Kilometer Array), който ще бъде разположен в Африка и Австралия, след като бъде завършен около 2024 г., ще бъде най-големият радиотелескоп в света за 21 век. Докато заминаваме, питам Тим какво би било в списъка му с желания за бъдещето (всички астрономи имат списък с желания, нали?) Той би искал да види система като SKA, разширена, за да покрие Северното полукълбо и бъдещ телескоп, който може да направи наблюдения в реално време, през цялото небе, като незабавно се насочи към преходни обекти като новата, които са основният фокус на неговите собствени изследвания. Мисля, че сър Бърнард би одобрил.
Научете повече за Центъра за астрофизика на Jodrell Bank
