広大で明るい宇宙を垣間見るだけで得られることを理解したいという欲求に駆り立てられて、数十億ドルが費やされて、無数の光年からの電磁放射を捕捉できるますます洗練された望遠鏡が開発されてきました.
この傾向に沿って、これまでで最も感度の高い電波望遠鏡を構築する国際プロジェクトの最初の部分として、64 個のアンテナのアレイからなる電波望遠鏡である MeerKAT が南アフリカで建設されました。この望遠鏡は、天の川銀河の中心部のこれまでで最も鮮明な画像をすでに捉えています。
MeerKAT とは?
2018 年 7 月 13 日金曜日、南アフリカの MeerKAT 望遠鏡は副大統領 David Mabuza によって発足しました。就任式では、望遠鏡で撮影されたパノラマ画像が公開され、超大質量ブラックホールを取り囲む領域で、天の川銀河の中心のこれまでに収集された最も鮮明な画像を示しています.
天の川銀河の中心の画像。画像ソース:SARAO.
MeerKAT によって収集されたファースト ライトの画像は、2 ° x 1° の範囲にあり、銀河の中心にある宇宙の 1000 光年 x 500 光年の領域を示しています。収集された無線周波数は 900 ～ 1670 MHz で、上の画像では、収集された電波の強度が明るい黄白色の光で示されています。この画像は、銀河の中心で発生する星の誕生と死の領域、および超大質量ブラック ホールの近くにのみ位置する磁化されたフィラメントを示しています。フィラメントは、その起源がまだ不明であるため、特に注目に値しますが、MeerKAT によってキャプチャされた画像は、これまで観察されたことのないフィラメントのいくつかのソースと思われるものを示しており、フィラメントの起源に光を当てる可能性があります。
南アフリカのカルー地域に位置することから、もともとカルーアレイ望遠鏡 (KAT) と呼ばれていた電波望遠鏡は、20 の受信機で構成されることを意図していました。しかし、予算が拡大され、合計で 64 個の受容体を構築できるようになり、望遠鏡の名前は「KAT の詳細」を意味する MeerKAT に変更され、その名前はその地域に生息する小さな哺乳類と同じになりました。 /P>
MeerKAT は、南アフリカ電波天文台 (SARAO) が運営する電波望遠鏡で、Square Kilometer Array (SKA) と呼ばれるより大きな国際プロジェクトの第 1 段階を形成しています。 MeerKAT は 64 の受容体で構成されており、構築に 10 年と数十億の南アフリカ ランドが費やされました。望遠鏡は南アフリカのカーナーボン郊外にあります。受容体は互いに 8 km 以内にあり、すべて相互に接続されています。各受信機は高さ 19.5 m、重さ 42 トンで、アンテナ ポジショナー (操縦可能で、メイン リフレクターとサブ リフレクターで構成されています)、無線受信機、およびデジタイザーが含まれています。
主反射板はアンテナの 13.5 m の皿状構造で、40 枚のアルミニウムで構成されています。副反射板は、主反射鏡に対向して配置された、より小さな 3.8 m の皿状構造です。サブリフレクターは1枚の素材で構成されています。反射板の構成の設計は「オフセット グレゴリアン」 と呼ばれます。これは、入ってくる電磁放射を妨げる支柱が皿の間にないためです。目立たない支柱がないため、望遠鏡の感度と性能の質が向上します。
ラジオ受信機は収集された電波を受信し、デジタイザは無線周波数 (RF) 信号をデジタル信号に変換します。
電波望遠鏡の仕組み
宇宙の物体から放射された電波は、メインの反射鏡によって集められ、反射されてサブの反射鏡に入り、ここで電波が受信機に集束されます。受信機は電波を捕捉し、信号を増幅します。この信号は、無線周波数 (RF) 信号からデジタル信号に変換されます。デジタル信号は、光ファイバー ケーブルを介してデジタル プロセッサに送信されます。プロセッサは、すべての信号を空の特定の部分の画像に関連付けます。 MeerKAT は、通常の動作条件下で 0.007 度以内で正確に配置できます。受容体の可動域は、高さ 15 から 88 °、北を基準点 0 度として、上空で -185 から +275 ° です。
天の川の中心
ほとんどの銀河と同様に、天の川の中心には超大質量ブラック ホール (太陽の約 400 万倍) が存在します。地球は、いて座の反対側、天の川の中心から約 25,000 光年離れた太陽の周りを回っています。私たちの銀河系の中心が地球から離れているため、中心にある超大質量ブラック ホールは射手座 A* と呼ばれます。地球と射手座 A* の間に潜んでいる天体は星だけではありません。大量のガスや塵の雲も、私たちと銀河の中心の間の空間の真空を満たしています。散乱のため、通常の光学望遠鏡では天の川の中心を検出できません。電波はちりやガスの雲を通り抜けて地球上の電波望遠鏡に到達できますが、電波は弱く、鮮明な画像を形成するには望遠鏡の感度を可能な限り高める必要があります。
MeerKat の今後の方向性
MeerKAT では、1000 時間を超える大規模な調査プロジェクトがすでに予定されています。これらのプロジェクトには、中性子星の理解に役立つパルサーの観測、初期宇宙からの水素の調査、銀河、暗黒物質、超新星の調査が含まれます。 MeerKAT で利用可能な使用時間の最大 70% が大規模な調査プロジェクトに予定されており、残りの 30% は小規模な研究プロジェクトに割り当てられています。
MeerKAT はそれ自体が完全に機能する電波望遠鏡ですが、SKA-MID (SKA の中間周波数部分) と呼ばれる平方キロメートル アレイ (SKA) の第 1 フェーズの一部も形成します。 SKA のフェーズ 1 は、SKA-MID と SKA-LOW の両方で構成され、フェーズ 2 と組み合わせると、世界で最も感度の高い電波望遠鏡になります。 SKA は南半球のアフリカとオーストラリアに設置され、2024 年までに完成する予定です。
