Titulok: Originálny Jodrell Bank Control Desk s výhľadom na ďalekohľad Lovell. Kredit: Anthony Holloway.
Minulý týždeň sme sa pozreli na verejnú tvár observatória Jodrell Bank, Discovery Center. Tento týždeň sa však vydáme na prehliadku zákulisia srdca tohto pôsobivého a historického observatória.
Tim O’Brien je pridruženým riaditeľom Observatória Jodrell Bank Observatory a čitateľom astrofyziky na Fakulte fyziky a astronómie na univerzite v Manchestri. Keď začneme s prehliadkou ďalekohľadov, dispečingu a počítačov, vysvetľuje úlohu Jodrella v historickom vývoji rádiovej astronómie. Lovellův ďalekohľad v centre observatória je dnes stavbou uvedenou v zozname stupňa 1 a zároveň predstavuje špičku súčasného a skutočne budúceho vedeckého výskumu.
Jodrell Bank bola pôvodne miestom testovacieho pracoviska univerzity botaniky. Observatórium založil Sir Bernard Lovell, keď rušenie električkami prerušilo výskum kozmických lúčov, ktoré vykonával na Fyzikálnej škole v hlavnom kampuse univerzity v meste. Sir Bernard presunul svoje radarové vybavenie na miesto v roku 1945, aby sa pokúsil nájsť rádiové ozveny z ionizovaných stôp kozmického žiarenia, ale namiesto toho založil celú novú oblasť výskumu meteorov.
Lovellův ďalekohľad (pôvodne Mark I) bol najväčší riaditeľný rádioteleskop na svete (priemer 76,2 m) a jediný, ktorý v roku 1957 mohol sledovať štartovaciu raketu Sputnik 1; je stále tretím najväčším na svete. Okrem sledovania a prijímania údajov od takých sond ako Pioneer 5 v roku 1960 a Luna 9 v roku 1966, kontinuálny program upgradov umožňoval merať vzdialenosti od Mesiaca a Venuše a skúmať pulzary, astrofyzikálne maséry, kvasary a gravitačné šošovky. Poskytol najrozsiahlejšie štúdie pulzarov v binárnych hviezdnych systémoch a objavil prvý pulzár v globulárnom zoskupení. Zistila prvú gravitačnú šošovku a použila sa aj na pozorovanie SETI. Vďaka neustálemu programu modernizácií, ktorý je teraz na svojom treťom odrazovom povrchu, sa stal výkonnejším ako kedykoľvek predtým.
V roku 1964 bol dokončený eliptický rádioteleskop Mark II. Stojí uprostred poľa, zakrývajúc malú pozorovaciu kupolu, ktorá je domovom optického výučbového ďalekohľadu Tima a je obklopená povojnovými chatrčami pomenovanými po výskume, ktorý sa v nich uskutočnil, takže jeden sa volá Radiant (po meteoroch) a ďalší Mesiac. S hlavnou osou 38,1 ma menšou osou 25,4 m sa Mark II používa hlavne spolu s Lovellom ako súčasť e-MERLIN (viacprvková rádiofrekvenčná sieť interferónu), britského národného rádiového astronomického zariadenia prevádzkovaného z Jodrell. Zahŕňa to až 7 rádiových rozsahov: Lovell, Mark II, Cambridge, Defford, Knockin, Darnhall a Pickmere. e-MERLIN má najdlhšiu základnú líniu (oddelenie ďalekohľadov) 217 km a rozlíšenie lepšie ako 50 miliarsekúnd, čo sa porovnáva s Hubbleovým vesmírnym teleskopom, ale skôr v rádiu ako vo viditeľných vlnových dĺžkach. Pobočka Jodrell v Manchestri je tiež hostiteľom uzla Regionálneho centra Spojeného kráľovstva pre ALMA (Atacama Large Millimeter / Sub milimeter Array) v Čile.
Pri vchode do hlavnej budovy, v ktorej je umiestnená riadiaca miestnosť, stojí teleskop „42 stôp“. Hlavnou úlohou ďalekohľadov je neustále monitorovať Pulsar v srdci Krabej hmloviny (po celú dobu nad horizontom). Tim v tomto okamihu predvádzal svoj pôsobivý stranícky trik matematického preukazovania, že rozsah skutočne ukazoval na Kraba Pulsara vypočítaním z pulzárneho pravého vzostupu (05h 34m 31,97s) a deklinácie (+ 22d 00m 52,1s), kde by bol v tom čase obloha. Zhromaždil viac ako 30 rokov údajov, ktoré predstavujú 4% veku pulzaru, a poskytuje dôležité informácie o vývoji pulzarov.
Titulok: Dr Tim O'Brien hovoril s Prof. Brianom Coxom a Dara O'Biain v kontrolnej miestnosti počas živého úveru Stargazing: University of Manchester
Tim bol natoľko láskavý, že mi dovolil vstúpiť do kontrolnej miestnosti, ktorú často nevideli všeobecní návštevníci stránok, aj keď hostuje ročné seriály Stargazing Live BBC TV, ktorých hosťom sú prof. Brian Cox a Dara O’Briain. Dokonale ilustruje historickú a súčasnú úlohu Jodrella v rádiovej astronómii. Je to úžasne britská zmes najmodernejšej počítačovej technológie, originálneho vybavenia z 50. rokov a všetkých bodov medzi nimi. V jednom rohu sú masívne monitory s plochou obrazovkou, ktoré zobrazujú a môžu ovládať každý z rozsahov, atómové hodiny vedľa drevených a sklenených skriniek, v ktorých sú umiestnené šklbovacie ihly, ktoré zisťujú tlak vzduchu, rýchlosť vetra a kolísanie teploty na kotúčoch alebo diskoch z papiera. V strede miestnosti sa nachádza originálny ovládací pult z 50. rokov.
Obrovské okno s výhľadom na záber Lovell, ktorý bol počas mojej návštevy „zaparkovaný“, zatiaľ čo reflexná miska dostávala nový náter, nasmerovaný priamo na zenit s použitými brzdami. Ak sa počas pozorovania zvýši vietor, misa sa musí zdvihnúť a presunúť na vyšší cieľ na oblohe. Ak vietor dosiahne 45 míľ za hodinu, musí sa jedlo zaparkovať v tejto zvislej polohe. Našťastie sa tak nestane príliš často. Silné hromadenie snehu by mohlo narušiť tvar misky, takže musí byť vyklápaná. Kontrolná miestnosť je obsluhovaná 24 hodín denne 365 dní v roku. Celá miestnosť má veľmi uspokojivé množstvo blikajúcich svetiel, číselníkov, gombíkov a spínačov. Ako Tim správne hovorí: „Potrebujete veľa blikajúcich svetiel.“
V Jodrell sa nachádza niekoľko univerzálnych a špecializovaných klastrov počítačov. Od 60. rokov 20. storočia sa Lovell a Mark II pravidelne zapájajú do VLBI (veľmi dlhá základná interferometria), ktorá zahŕňa ďalekohľady v celej Európe, Číne a Afrike a možno ju tiež prepojiť s VLBA (veľmi dlhá základná línia) v Amerike, aby sa vytvoril ďalekohľad veľkosť planéty, schopná vytvoriť najostrejší obraz v celej astronómii. V miestnosti VLBI sa nachádza veľké množstvo prijímačov a záznamových zariadení. Patrí sem prijímač GPS s presnosťou na 0,5 milisekula, láskavo známy ako Úplne presné hodiny, aj keď majú novšie s presnosťou 25 nanosekúnd a ich masívne atómové hodiny sú presné na 1 diel za 10 ^ 15 alebo 1 sekundu každých 30 miliónov rokov! Mená sú celkom rovnaké v Jodrell, piatich generátoroch signálu, ktoré sa používajú na konverziu frekvencií v prijímači, sú elegantne označené ako Sharon, Tracy, Nigel, Kevin a Darren.
Titulok: Teleskop Mark II v Jodrell Bank. Kredit: Autor
Jodrell propagoval spojenie rádiových ďalekohľadov na stovky kilometrov a vybudoval špecializovanú sieť optických vlákien, ktorá spája všetkých sedem ďalekohľadov e-MERLIN. Tim sa zastavil pred pôsobivo veľkými a ťažkými modrými dverami, ktoré boli zdobené mnohými dramatickými výstražnými značkami a zlovestne bzučali, rukou s pevnou ovládacou pákou. Toto bol domov korelátora e-MERLIN, zameranie všetkých siedmich ďalekohľadov a srdce siete, musí byť starostlivo tienené, aby neovplyvňovalo rádiové rozsahy na mieste. Tim vstúpil do vstupného kódu, potiahol páku a jemný hukot sa stal ohlušujúcim hukotom, keď sme vošli do kovovej miestnosti, udržiavanej v chlade s klimatizáciou. V rohu sú pripravené masívne fľaše s plynom, ktoré sú pripravené na naplnenie miestnosti v prípade požiaru. V strede sa nachádza skrinka z dymového skla, veľkosť veľkej skrine, ktorá obsahuje počítačový náboj s príveskami žltých káblov z optických vlákien prepojených s ďalekohľadmi a prinášajúcich do miestnosti toľko údajov, koľko cestujete po zvyšku britského internetu.
Jodrell má na webe asi 40 zamestnancov a viac ako 100 ďalších pracuje v univerzitnej budove Alana Turinga v Manchestri. Zoznam výskumných programov skupiny pokrýva všetky aspekty astronómie, od štúdia Veľkého tresku po objavovanie exoplanet. Na testovanie Einsteinovej teórie gravitácie použili pulzary, za ktoré získali cenu ES za výskum Descartes. Vyvinuli nízkošumové zosilňovače pre kozmickú loď Planck ESA, ktorá v budúcom roku oznámi svoje výsledky kozmológie. S európskou sieťou rádiových ďalekohľadov používajú pulzary na pokus o prvé odhalenie gravitačných vĺn predpovedaných Einsteinom.
Pokiaľ ide o budúcnosť, v súčasnosti prebiehajú práce spolu s hlavnou kontrolnou budovou na výstavbe novej budovy, v ktorej bude sídliť medzinárodná projektová kancelária SKA (Square Kilometer Array), ktorá sa má umiestniť v Afrike a Austrálii a ktorá bude dokončená okolo roku 2024, bude najväčší rádioteleskop na svete pre 21. storočie. Keď odchádzame, spýtam sa Tima, čo by malo byť na jeho zozname želaní do budúcnosti (všetci astronómovia majú zoznam želaní?) Chcel by vidieť systém ako SKA rozšírený na severnú pologuľu a budúci ďalekohľad, ktorý mohol robiť pozorovania na celej oblohe v reálnom čase a okamžite zacieľovať na prechodné objekty, ako sú novy, ktoré sú hlavným zameraním jeho vlastného výskumu. Myslím, že by to schválil sir Bernard.
Získajte viac informácií o Jodrell Bank Centre for Astrophysics
