Tại sao Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT) không bao gồm các kính viễn vọng từ Châu Phi, Châu Á hoặc Úc? Tại sao họ không bao gồm?
Châu Phi không có kính viễn vọng vô tuyến trong dải tần số cần thiết (230-450GHz) để tham gia vào mảng EHT. Đối với Châu Á Wikipedia liệt kê " Kính viễn vọng vô tuyến Yevpatoria RT-70 " có khả năng lên tới 300 GHz và nằm ở phía tây Crimea . Đối với Úc Wikipedia liệt kê " Đài quan sát Parkes " có tần số quá thấp , tối đa 26 GHz. Ở Nhật Bản có " Nobeyama Millim Array " nhưng nó chỉ lên tới 230 GHz.
Các kính viễn vọng vô tuyến duy nhất đi đến dải tần yêu cầu (theo trang web Wikipedia , có thể không phải là một danh sách đầy đủ) là:
Như bạn có thể thấy danh sách chắc chắn là không đầy đủ. Một danh sách khác về kính viễn vọng vô tuyến của thế giới là trang web TheSkyIsNotTheLimit.org cung cấp đồ họa này:
Nếu bạn căn giữa Google Earth trên Thí nghiệm tìm đường Atacama (APEX), trung tâm của mảng EHT, bạn sẽ nhận thấy rằng các kính viễn vọng vô tuyến khác không được đưa vào chế độ xem:
Nó sẽ tăng đường kính nếu họ sẽ bao gồm một số từ đó? Nếu vậy, một lần nữa tại sao họ không?
Bờ biển phía tây châu Phi có thể hỗ trợ nếu họ có một kính viễn vọng vô tuyến hiện đại trên đỉnh núi, nhưng họ thì không. Mặc dù vậy, một kính viễn vọng vô tuyến như vậy sẽ bị lệch sang một bên, xuyên qua độ dày của bầu khí quyển trên đại dương; kính thiên văn vô tuyến hoạt động tốt nhất hướng lên trên và bạn muốn có khả năng xoay, không bị giới hạn trong phạm vi chuyển động hạn chế. Các điểm ở xa như vậy trong mảng sẽ chỉ hoạt động đồng thời trong một khoảng thời gian ngắn, nhưng chúng hoạt động như một bàn tay khi một người quay vào vị trí và người kia quay ra khỏi tầm nhìn.
Nếu bạn xoay trái đất một chút, bạn sẽ mất Hawaii nhưng lại có được Tây Âu (bao gồm Crimea, nếu họ nâng cấp) và bờ biển phía tây châu Phi, bao gồm Núi Gamsberg (gần với Hệ thống lập thể năng lượng cao (HESS)) ở Namibia:
Một lý do để quan tâm đến Gamsberg là bởi vì ngọn núi thuộc sở hữu của " Quốc tế nghiệp dư " được gọi là IAS. Nó được thành lập tại Đức vào tháng 3 năm 1999 bởi một nhóm các nhà thiên văn nghiệp dư chuyên nghiệp và được hỗ trợ bởi Viện Thiên văn học Max Planck. Hình ảnh này kể câu chuyện:
Có các cuộc thảo luận đang được tiến hành liên quan đến Gamsberg, xem: " Kính thiên văn milimet châu Phi " (tháng 6 năm 2017), của Michael Backes, Cornelia Müller, John E. Conway và Roger Deane, trên trang 1:
"Mặc dù EHT đã tạo thành một mạng lưới kính viễn vọng vô tuyến sóng mm mm ấn tượng, sự phân bố không gian của chúng được tập trung quanh châu Mỹ, do đó hạn chế khả năng của nó. Có thể cải thiện đáng kể bằng cách thêm một kính viễn vọng vô tuyến sóng mm ở Châu Phi Kính thiên văn milimet châu Phi.
3. Kính thiên văn milimet châu Phi
Thêm kính thiên văn milimet châu Phi (AMT)12, một kính viễn vọng vô tuyến sóng đơn mm trên lục địa châu Phi, đến mạng EHT sẽ làm tăng đáng kể vùng phủ sóng trong bạn-v-thủy tinh (xem hình 2). Điều này sẽ cải thiện đáng kể khả năng chụp ảnh của EHT và do đó, nâng cao khả năng của nó để trực tiếp hình ảnh 'bóng' của Sgr A. Đặc biệt, nó sẽ cho phép 'mảng phụ phía đông', bao gồm kính viễn vọng IRAM 30 m, NOema, SPT, ALMA và AMT để thực hiện các quan sát hình ảnh, do đó thêm một lượng đáng kể thời gian quan sát hàng ngày của Sgr A vào EHT (xem hình 1 bên phải). Như thể hiện trong hình. 1, AMT sẽ có các đường cơ sở chung để quan sát Sgr A với tất cả các kính viễn vọng có độ nhạy cao (kính viễn vọng IRAM 30 m trên Pico Veleta, NOema, ALMA và LMT) cũng như với tất cả các kính thiên văn EHT khác. Cácbạn-vphạm vi bao phủ của cấu hình EHT hiện tại được trình bày trong hình 2; bao gồm là sự cải thiện trong phạm vi bảo hiểm bằng cách thêm AMT.
Hình 1 : Các đường cơ sở của mạng VLBI EHT hiện tại (màu vàng) và các đường cơ sở bổ sung được cung cấp bởi AMT (màu đỏ). Lưu ý: Mảng kết hợp cho nghiên cứu về thiên văn học sóng milimet (CARMA) đã ngừng các quan sát vào năm 2015, IRAM PV biểu thị kính viễn vọng IRAM 30 m trên Pico del Veleta, Plateau de Bure biểu thị NOema và Gamsberg biểu thị AMT.
...
Các vị trí tiềm năng trên lục địa châu Phi nơi Sgr A có thể được quan sát ở các góc độ cao ≥ 40 ° và ở độ cao đủ để đảm bảo cột hơi nước trung bình dưới 6 mm bao gồm các vị trí trên Mt. Kilimanjaro (00 4.300 m asl) ở Tanzania và đèo Sani ở vùng núi Drakensberg ở Lesentine (≥ 3.050 m asl). Tuy nhiên, chủ yếu là do sự chồng chéo tạm thời về khả năng hiển thị của Sgr A với các kính viễn vọng sóng mm ở châu Mỹ, địa điểm cực tây, Mt. Gamsberg (2.347 m asl) ở Namibia đã được chọn làm địa điểm chính để điều tra thêm. Đối số hỗ trợ bổ sung cho trang web này là đất thuộc sở hữu của Hiệp hội Max-Planck vàChính phủ Namibia rất khuyến khích phát triển thiên văn.
Việc bổ sung Gamsberg sẽ cải thiện đáng kể phạm vi bảo hiểm, nhưng việc xây dựng chưa được phê duyệt.
Nói chung , độ trung thực của hình ảnh được tạo ra bởi một mảng giao thoa kế tăng lên khi các kính thiên văn bổ sung được thêm vào mảng.
Có, nhưng khi thêm một bất cứ nơi nào làm một cái gì đó thêm một hoặc nhiều trong hoàn hảo địa điểm tối đa hóa lợi nhuận trên vốn đầu tư rất lớn.
Trong " Tổng hợp hình ảnh trong Thiên văn học vô tuyến II ", Bộ sưu tập các bài giảng từ Trường hè Hình ảnh tổng hợp NRAO / NMIMT lần thứ sáu. Được chỉnh sửa bởi GB Taylor, CL Carilli và RA Perley. Sê-ri Hội nghị ASP, Tập. 180, 1999 ( .PDF - Cảnh báo: 43 MB ):
Đây là một tập hợp các giấy tờ, trên trang 537:
27. Thiết kế mảng giao thoa kế
MA Holdaway & Tamara T. Helfer
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia, Tucson, AZ 85721, Hoa Kỳ
Trừu tượng. Chúng tôi điều tra một số nguyên tắc dẫn đến việc thiết kế mảng giao thoa kế vô tuyến và cấu hình mảng, bao gồm cả các vấn đề trừu tượng như độ nhạy và độ phủ của mặt phẳng Fourier , và các vấn đề thực tế như ăng ten di chuyển và các ràng buộc địa hình trang web. Chúng tôi dựa trên thiết kế và lịch sử của các mảng hiện có và cũng cho một cái nhìn thoáng qua về những ý tưởng và thuật toán nào đang giúp thiết kế các công cụ mới như Submillim Array (SMA) và Millim Array (MMA).
1. Giới thiệu
Thiết kế mảng có thể bao gồm nhiều chủ đề khác nhau: kính thiên văn nên có bao nhiêu ăng ten, và chúng phải lớn đến mức nào? Có yêu cầu thiên văn nào chỉ ra một khía cạnh của bố cục mảng không? Sẽ có bao nhiêu cấu hình ăng-ten , và các cấu hình khác nhau sẽ hoạt động như thế nào? Làm thế nào chúng ta nên thiết kế từng cấu hình cá nhân? Nhưng chủ đề trung tâm của thiết kế mảng liên quan đến cách lấy mẫu mặt phẳng Fourier một cách hiệu quả . Mỗi giao thoa kế, hoặc cặp ăng ten, tại một thời điểm nhất định sẽ lấy một điểm duy nhất trong mặt phẳng Fourier và chúng ta cần sắp xếp các ăng ten theo cách sao cho tập hợp các điểm được lấy mẫu cho phép chúng ta tạo ra hình ảnh chất lượng cao, độ nhạy cao. Vì hầu hết các ăng-ten đòi hỏi một cơ sở hạ tầng hợp lý với chi phí vốn không đáng kể trên mặt đất bên dưới các cơ sở của chúng (được gọi là miếng ăng-ten), điều quan trọng là phải thiết kế một bộ cấu hình ăng-ten tốt, lấy mẫu đầy đủ mặt phẳng Fourier trước khi mảng được chế tạo.
Những điều trên áp dụng cho các mảng nhỏ gọn (tất cả các ăng ten liên quan đều được kết nối với nhau và cục bộ với nhau) và VLBI nơi dữ liệu được ghi lại và kết hợp vào một ngày sau đó. Khi bước sóng được đo nhỏ hơn một milimet, bất kỳ chuyển động không mong muốn nào (hoặc chuyển động không được tính đến) của một milimet đều đưa ra các lỗi nghiêm trọng, mỗi lỗi cần phải được tính toán và loại bỏ; để lại nhiều nguồn lỗi rất nhỏ (ngẫu nhiên cộng và trừ lẫn nhau, tạo ra nhiễu).
Đọc đến trang 547:
4.3. VLA-Y và GMRT-Y
Lợi ích chính của cấu hình " Y " của VLA là nó được bố trí ăng-ten 2-D thuận tiện, cung cấp vùng phủ sóng Fourier chụp nhanh 2-chiều hợp lý . Các mảng " T " BIMA và OVRO tương tự nhau về khái niệm. Những điều tồi tệ về chữ " Y " hoặc " T " là sự đều đặn trong các hướng ăng ten dọc theo cánh tay sẽ dẫn đến một phản ứng cách tử trong chức năng trải điểm và sẽ mất vài giờ để tổng hợp xoay vòng trái đất cho các mẫu Fourier để khắc phục thâm hụt này.
Các cấu hình " Y " và " T " là thỏa hiệp : họ tìm cách duy trì sự tiện lợi của mảng 1-D trong việc cấu hình lại ăng-ten, nhưng cũng muốn có được vùng phủ sóng Fourier tốt. Như vậy, chúng giống như các mảng có kích thước fractal 1.5: tốt hơn 1-D, không tốt bằng các mảng 2-D hoàn toàn. Các ví dụ về phạm vi và độ bao phủ của VLA cho ảnh chụp nhanh và bản nhạc đầy đủ được thể hiện trong Hình 27-3 và 27-4.
Kính thiên văn vô tuyến Metrewave khổng lồ (GMRT) ở Ấn Độ có 14 ăng ten bên trong trong cấu hình 1 km và 16 trong cấu hình bên ngoài có hình chữ " Y " không đều (xem Hình 27-5). Hai cấu hình thường sẽ được sử dụng riêng (ăng ten 30 m không được thiết kế để cấu hình lại). Sự bất thường của chữ " Y " chủ yếu bắt nguồn từ nơi có thể lấy được đất, nhưng nó cũng tạo ra một chùm ảnh chụp nhanh với 16 ăng ten có sidelobes thấp hơn nhiều so với chùm ảnh chụp nhanh VLA có 27 ăng ten.
Cấu hình wye (hình chữ Y) sử dụng các nhóm ăng ten ít nhất để có được kết quả tốt nhất bằng cách điền vào đủ các điểm thuận tiện để điền vào mặt phẳng Fourier bằng thuật toán tối ưu hóa, cũng thuận tiện để định vị hình dạng như vậy trên các lục địa hiện có. Một ngôi sao năm vũ trang cung cấp kết quả tốt hơn, một lần nữa với ít ăng-ten hơn, nhưng rõ ràng là đắt hơn so với cấu hình wye. Các cấu hình tốt nhất , chẳng hạn như vòng tròn được lấp đầy ngẫu nhiên, không phù hợp với nhiều lục địa và đại dương can thiệp của chúng.
Lưu ý cấu hình hình chữ Y của các trang web mảng EHT hiện tại trong câu hỏi của người dùng rugk. Nhiều trang web trong một lát hẹp của chu vi Trái đất cho phép tăng khả năng nhưng nếu một lĩnh vực cụ thể có khả năng (khả năng) bao phủ thì đó là sự trùng lặp tài nguyên và tăng thời gian xử lý so với vị trí hoàn hảo lấp đầy lỗ hổng . Một trang web gần rìa rất hữu ích để tăng cửa sổ quan sát, nhưng một trang web quá xa để có thể quan sát đồng thời với một số lượng đủ các trang web khác không phải là nơi hữu ích. Bất cứ nơi nào trang web phải có khả năng hoạt động ở tần số cần thiết và có đủ độ nhạy để thu thập dữ liệu hữu ích ở khoảng cách đó. Đó là một trật tự cao.
