4 CELE MAI MULTE

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Ilustrația spectrografului
Ilustrarea spectrografului 4MOST instalat pe telescopul VISTA

4MOST este un sistem multiplex (multi-obiect) optic și spectrografic astronomic în infraroșu apropiat în curs de dezvoltare pentru telescopul VISTA de 4 metri situat la observatorul ESO din Paranal , Chile . Instrumentul va înlocui camera VIRCAM [1] care funcționează împreună cu telescopul din 2008. Prima lumină a instrumentului este programată pentru 2022.

4MOST a fost conceput pentru a efectua anchete astronomice galactice și extra-galactice; astrofizică de mare energie, cosmologie . Aceste anchete, programate la fiecare cinci ani și cu o durată de cinci ani, exploatează și completează anchetele cu un câmp vizual larg, cum ar fi GAIA , DES , SKA , PLATO , LSST , eROSITA [2] . Cu un câmp vizual larg și un număr mare de canale de comunicație prin fibră , instrumentul va fi cea mai mare instalație de detecție spectroscopică din emisfera sudică, cu o sensibilitate pentru a realiza, pentru o observație de două ore, o rotație la roșie de magnitudine ~ 22 [3] ] ; pentru galaxii și nuclei galactici activi , pentru a detecta viteza radială a oricărei surse stelare cu o magnitudine aparentă de 22,5 și prezența a până la 15 elemente chimice pe stele în magnitudinea a 12-a. În timpul unei campanii de cinci ani, poate sonda de două ori o suprafață de pătrate de 17000 ° (~ 180 * 90 °, 1/4 din bolta cerească), poate obține spectrul a 20 de milioane de surse în modul de rezoluție redusă cu puterea de rezolvare R ~ 6000 și 3 milioane de spectre de înaltă rezoluție R ~ 20000 [4] .

Organizarea proiectului

Proiectul 4MOST este dezvoltat în trei faze principale, gestionate de trei grupuri de lucru distincte:

  • Instrumentul: este construit de un consorțiu de institute de cercetare conduse de institutul Leibniz pentru astrofizică din Potsdam . Grupul este responsabil pentru dezvoltarea, construcția și operarea hardware-ului și a software-ului aferent;
  • Operațiune: relevantă pentru planificare, gestionarea datelor și publicarea observațiilor cu arhivele de date asociate;
  • Programe științifice: grupul este responsabil pentru identificarea și dezvoltarea diferitelor investigații științifice.

Instrumentaţie

Instrumentul este echipat cu un corector pentru curs complet (Wide Field Corrector, WFC) echipat cu un compensator de dispersie atmosferică (ADC) [5] care asigură o zonă focală stabilă cu un diametru de 2,6 ° . Două camere de achiziție și vizare (A&G) [6] [7] asigură vizarea corectă a telescopului și patru senzori de front de undă conduc sistemul optic activ . Sistemul de poziționare AESOP [8] [7] al fibrelor optice permite alocarea tuturor celor 2436 fibre disponibile în pozițiile necesare pe suprafața focală curbată a telescopului [9] . Fibrele, împărțite în mod egal numeric, conduc semnalele optice către cele trei spectrografe ale instrumentului: două funcționează în mod de rezoluție redusă (R ~ 6000) la temperatură controlată și una la rezoluție înaltă (R ~ 20000) izolate termic. Tipul de sistem de calibrare Fabry-Perot de lămpile Thar [10] ( Toriu - Argon ) în combinație cu tehnologia din fibră permit obținerea unei precizii de 1 km / s viteza radială stelară. Timpul necesar pentru a îndrepta telescopul și pentru a recalibra fibrele pentru a stabili o nouă observație este estimat la aproximativ șapte minute.

Operațiune

4MOST, spre deosebire de alte instrumente ESO, vă permite să derulați mai multe campanii de observație în același timp. Atunci când investigațiile necesită timpi de expunere diferiți în timpul observării unei porțiuni comune a cerului , fibrele optice responsabile de transferul semnalelor luminoase sunt puse la dispoziție și trecute la investigațiile încă în desfășurare, până la semnalul-zgomot necesar raportul este atins. Investigațiile sunt astfel efectuate fără probleme. [11] Grupurile de cercetare care alcătuiesc consorțiul 4MOST dețin cea mai mare parte a proprietății anchetelor planificate, având, de asemenea, 70% din timpul planificat. Restul de 30% este propus comunității astronomice pe baza unei evaluări inter pares .

Programare științifică

Campaniile de observare sunt extinse și durează cinci ani. Noi investigații sunt selectate ulterior după cinci ani și lansate după o scurtă perioadă de testare. Toate sondajele sunt publice, iar datele brute sunt obligatoriu accesibile imediat la sfârșitul fiecărui sondaj. Comunitatea științifică care nu are legătură directă cu institutele membre ale consorțiului poate participa:

  • partajarea directă a datelor și a orelor de fibră în comun cu institutele proprietare, preluând [12] doar fracțiile de timp necesare propriilor investigații; [13]
  • indirect, preluând sarcina pentru tot timpul necesar. Instrumentele sunt calibrate și vizate de consorțiu, dar proprietarul unei observații în curs nu are acces imediat la datele anchetelor gestionate de consorțiu și este în același timp responsabil cu furnizarea rezultatelor acestora la arhivele ESO. [14] Acest mod de observare este garantat până la o disponibilitate maximă de 30% din timpul total.

Organizarea investigațiilor științifice

Pentru a maximiza capacitatea multi-obiect a instrumentului, surplusul de linii optice în timpul observațiilor cu câmp redus sau cu rezoluție redusă și al sondajelor pe câmp larg, programele de observație sunt organizate în campanii simultane mari, care sunt la rândul lor împărțite în mai multe subcampanii. Acest sistem de observare evită condițiile meteorologice non-optime ( vizualizare și luminozitate ) și diferiți timpi de expunere: timpul de expunere pentru o stea strălucitoare în modul LRS ( Low Resolution Spectrograph ) poate dura câteva minute în comparație cu un obiectiv extra-galactic cu rezoluție înaltă (HRS).

Campanii de observație programate

Pentru primii cinci ani de funcționare a instrumentului, au fost planificate 10 studii de cercetare:

  • Ancheta la rezoluție redusă a căii lactee: investigația studiază dinamica haloului galactic al Căii Lactee la rezoluție spectroscopică redusă (R ~ 6000). 4MOST va analiza metalicitatea și prezența elementelor chimice pure ale haloului; rezultatele, integrate cu observațiile fotometrice și de paralaxă ale GAIA, vor permite să caracterizeze haloul și interacțiunea acestuia cu discul . [15]
  • Anchetă de înaltă rezoluție a Căii Lactee: investigația studiază formarea Căii Lactee din primele sale etape de îmbogățire chimică, printr-un eșantion de peste 1,5 milioane de stele la latitudine galactică ridicată a căror cinematică și abundență de peste douăzeci de metale. Spectroscopia de înaltă rezoluție a acestei investigații va oferi un catalog de cel puțin treizeci de mii de stele cu mai puțin de o sutime de metalicitate solară. [16]
  • Studiul LR Disc și Bulge LR (4MIDABLE-LR): sondajul 4MIDABLE cu rezoluție mică va studia cinematica stelară și compoziția chimică a structurilor ( grupuri de stele , brațe spirale , bară centrală ) ale discului galactic și bombei sale, cu o o precizie mai bună decât GAIA și orice altă investigație planificată până acum. [17]
  • Sondaj HR Milk Way Disc și Bulge HR (4MIDABLE-HR): sondajul spectroscopic de înaltă rezoluție 4MIDABLE (R ~ 20000) va permite obținerea unei arhive bogate, în sinergie cu misiunile GAIA și TESS , de peste două milioane de stele, din care să se cunoască viteze radiale, rotație , mase , vârstă, prezența metalelor în prezent detectabile numai optic cu estimări imprecise, rezultate din procesele de nucleosinteză ( r și s ). [18]
  • eROSITA Galaxy Cluster Redshift Survey : sondajul eROSITA GCRS va funcționa în sinergie cu misiunea eROSITA , un telescop cu raze X dezvoltat de Institutul Planck pentru Fizică Extraterestră și lansat în 2019. [19] La prima lumină de 4MOST, eROSITA ar fi trebuit deja să scaneze cerul de opt ori prin detectarea gazului fierbinte intergalactic în grupuri și grupuri de galaxii . 4MOST își va observa omologii optici și în infraroșu apropiat (370-950 nm ) estimându-i masele totale și proprietățile dinamice. [20]
  • Nucleii galactici activi : este o investigație complementară eROSITA axată pe nucleii galactici activi ; Scopul acestei investigații este de a preleva aproximativ 80% din sursele AGN extra-galactice observate în raze X din eROSITA și WISE în infraroșu mediu și de a dobândi proprietățile fizice ale unui milion de găuri negre și de a înțelege relațiile dintre nucleii galactici activi și structuri la scară largă. [21]
  • Wide-Area VISTA Extragalactic Survey (WAVES): WAVES este un sondaj cognitiv care studiază compoziția și creșterea structurilor pe scară largă, cum ar fi grupurile de stele și superclusterele , filamentele și golurile . La scări mai mici, WAVES va studia în detaliu rezoluția înaltă mediile care constituie umflăturile galactice, discurile și brațele spirale; ancheta va produce astfel o arhivă precisă de aproximativ 1,6 milioane de galaxii la o distanță de redshift între z 0,1 și z 0,8. [22]
  • Cosmology Redshift Survey (CRS): [23] sondajul cosmologic de redshift va efectua măsurători spectroscopice pentru a investiga modele cosmologice privind distribuția materiei în univers, lentilele gravitaționale , viteza galactică și distorsiunile spațiului datorate maselor mari, în sinergie cu alte investigații precum KiDS [24] , DES și LSST .
  • O mie și unul de câmpuri magellanice (1001MC): 1001MC vor studia cinematicele stelare și constituenții chimici din populațiile stelare ale norilor magellanici . Sondajul va produce date spectroscopice de peste o jumătate de milion de stele răspândite pe o suprafață de aproximativ 1000 ° pătrat. [25]
  • Ancheta extragalactică în domeniul timpului (TiDES): această anchetă va efectua observații spectroscopice în urma observațiilor optice pe câmp larg făcute de alți observatori. Această campanie de observare constă din trei subcampanii:

Consorțiul 4MOST

Consorțiul 4MOST este alcătuit din numeroase institute consorțiale, dintre care 15 sunt principale, coordonate de Institutul Leibniz pentru Astrofizică din Potsdam (AIP), Germania . Fiecare institut dezvoltă subsistemele instrumentului și tehnologiile competenței sale, înainte ca acestea să fie testate și asamblate în Potsdam și ulterior transportate în Chile și instalate pe telescopul VISTA de pe site-ul ESO de pe Cerro Paranal . Institutele sunt responsabile de anchetele astronomice programate în primii cinci ani, în conformitate cu următorul tabel:

Institutele consorțiului 4MOST și campaniile de observare
institut Investigații astronomice
Institutul Leibniz pentru Astrofizică din Potsdam Disc galactic și umflătură cu rezoluție mică, schimbare cosmologică la roșu, nori magellani
Observatorul Anglo-Australian - Macquarie (AAC) Evoluția galactică
Centrul de Cercetare Astrofizică din Lyon (CRAL) Investigații cosmologice de redshift
Observatorul European Sudic (ESO)
Institutul de Astronomie, Cambridge (IoA) Halo galactic cu rezoluție mică
Institutul de astronomie Max Planck (MPIA) Disc galactic și umflătură galactică la rezoluție înaltă
Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră (MPE) Clustere galactice, nuclee galactice active
Centrul de astronomie al Universității Heidelberg (ZAH) Halo galactic de înaltă rezoluție
ASTRON , Dwingeloo
Universitatea din Groningen (RuG) Halo galactic cu rezoluție mică
Universitatea Lund Disc galactic și umflătură galactică la rezoluție înaltă
Universitatea Uppsala (UU) Disc galactic și umflătură galactică la rezoluție înaltă
Universitatea din Hamburg (UHH) Evoluția galactică
Universitatea din Western Australia (UWA) Evoluția galactică
Școala Politehnică Federală din Lausanne (EPFL) Investigații cosmologice de redshift

Notă

  1. ^ (EN) VIRCAM: cameră infraroșie VISTA , pe eso.org, 18 - 2019 septembrie.
  2. ^ (EN) eROSITA , pe mpe.mpg.de. Adus la 22 septembrie 2019 .
  3. ^ Considerând Vega ca punctul zero pe scara magnitudinii
  4. ^ (RO) Prezentare științifică , pe 4most.eu. Adus la 22 septembrie 2019 .
  5. ^ ADC .
  6. ^ AG-GMT .
  7. ^ a b ( EN ) Corector de dispersie atmosferică și pe câmp larg / Sistem de achiziție și îndrumare a frontului de undă și senzor , pe 4most.eu . Adus pe 21 septembrie 2019 .
  8. ^ (RO) AESOP [ link rupt ] , la aao.gov.au. Adus pe 21 septembrie 2019 .
  9. ^ (EN) Wide Area View Extragalactic Survey (ed.), Australian-European Southern Observatory Positioner on wavesurvey.org. Adus pe 21 septembrie 2019 .
  10. ^ (EN) MT Murphy, P. Tzanavaris, JK Webb, C. Lovis, Selection of Thar lines for calibring the length of wave of echelle spectra and implications for the variations in the fine structure constant , in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. . 378, nr. 1, 2007, pp. 221-230, DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2007.11768.x .
  11. ^ (EN) Simulări ale sondajelor , pe 4most.eu. Adus la 22 septembrie 2019 .
  12. ^ (EN) NOAO (eds), calculul costului unei nopți de observații telescopice ale lui Keck , din ast.noao.edu, 8 iulie 2012. Accesat la 24 septembrie 2019.
  13. ^ (EN) Participare vs. Sondaje neparticipante , pe 4most.eu . Adus pe 24 septembrie 2019 .
  14. ^ Arhivă științifică și univers digital , pe eso.org . Adus pe 24 septembrie 2019 .
  15. ^ (EN) Helmi A. și colab. , 4 MOST Consortium Survey 1: The Milky Way Halo Low-Resolution Survey , în The Messenger , nr. 175-23, ESO , martie 2019, Bibcode : 2019 Msngr.175 ... 23H , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5120 .
  16. ^ (EN) N. Christlieb, C. Battistini și colab., 4most Consortium Survey 2: The Milky Way Halo High-Resolution Survey , în The Messenger , n. 175, martie 2019, Bibcode : 2019Msngr.175 ... 26C , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5121 .
  17. ^ (EN) C. Chiappini, I. Minchev și colab., 4most Consortium Survey 3: Bulky Disc Disc Bulge and Low-Resolution Survey (4MIDABLE-LR) , în The Messenger, n. 175, ESO , martie 2019, p. 30, DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5122 .
  18. ^ (EN) Bensby T., M. Bergemann și colab., 4most Consortium Survey 4: Milky Way Bulge Disc and High-Resolution Survey (4MIDABLE-HR) , în The Messenger, n. 175, martie 2019, p. 35, Bibcode : 2019Msngr.175 ... 35B , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5123 .
  19. ^ (RO) Telescopul spațial eRosita: întregul cer cu raze X , pe mpg.de, 13 iulie 2019.
  20. ^ (EN) Finoguenov A., A. Merloni și colab. , 4MOST Consortium Survey 5: eROSITA Galaxy Cluster Redshift Survey , în The Messenger , nr. 175, martie 2019, Bibcode : 2019Msngr.175 ... 39F , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5124 .
  21. ^ (EN) Andrea Merloni, David A. Alexander și colab., 4most Consortium Survey 6: Active Galactic Nuclei , în The Messenger, vol. 175, ESO , martie 2019, pp. 42-45, Bibcode : 2019Msngr.175 ... 42M , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5125 .
  22. ^ (EN) SP Driver, J. Liske și colab. , 4MOST Consortium Survey 7: Wide-Area VISTA Extragalactic Survey (WAVES) , în The Messenger , nr. 175, martie 2019, p. 46, Bibcode : 2019Msngr.175 ... 46D , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5126 .
  23. ^ (EN) Richard J., J.-P. Kneibet al., 4most Consortium Survey 8: Cosmology Redshift Survey (CRS) , în The Messenger, n. 175, martie 2019, p. 50, Bibcode : 2019Msngr.175 ... 50R , DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5127 .
  24. ^ (EN) Sondajul Kilo-Degree pe kids.strw.leidenuniv.nl. Adus la 25 septembrie 2019 .
  25. ^ (EN) Maria-Rosa L. Cioni, Jesper Storm și colab., 4most Consortium Survey 9: One Thousand and One Fields Magellanic (1001MC) , în The Messenger, n. 175, ESO , martie 2019, p. 54, DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5128 .
  26. ^ (EN) Elizabeth Swann, Mark Sullivan și colab. , 4MOST Consortium Survey 10: The Time-Domain Extragalactic Survey (TiDES) , în The Messenger , n. 175, ESO , martie 2019, DOI : 10.18727 / 0722-6691 / 5129 .

Bibliografie

linkuri externe