Chú thích: Bàn điều khiển ngân hàng Jodrell ban đầu với góc nhìn của kính viễn vọng Lovell. Tín dụng: Anthony Holloway.
Tuần trước chúng tôi đã xem xét khuôn mặt công khai của Đài thiên văn Jodrell, Trung tâm khám phá. Nhưng tuần này chúng ta sẽ có một chuyến tham quan hậu trường đến trung tâm của đài quan sát lịch sử và ấn tượng này.
Tiến sĩ Tim O hèBrien là Phó Giám đốc Đài quan sát Ngân hàng Jodrell và là độc giả về Vật lý thiên văn tại Trường Vật lý & Thiên văn học tại Đại học Manchester. Khi chúng tôi bắt đầu chuyến tham quan các kính viễn vọng, phòng điều khiển và máy tính, ông giải thích vai trò của Jodrell trong sự phát triển lịch sử của thiên văn vô tuyến. Kính thiên văn Lovell ở trung tâm của đài thiên văn, ngày nay là một tòa nhà được xếp hạng 1 cũng như là đỉnh cao của nghiên cứu khoa học hiện tại và tương lai.
Ngân hàng Jodrell ban đầu là nơi thử nghiệm của trường đại học Botany. Đài quan sát được thành lập bởi Sir Bernard Lovell khi sự can thiệp từ xe điện làm gián đoạn nghiên cứu về các tia vũ trụ mà ông đang thực hiện tại Trường Vật lý tại khuôn viên chính của Đại học Thành phố. Ngài Bernard đã chuyển thiết bị radar của mình đến địa điểm này vào năm 1945 để cố gắng tìm tiếng vang vô tuyến từ các vệt ion hóa của các tia vũ trụ nhưng thay vào đó đã thành lập một khu vực nghiên cứu hoàn toàn mới về thiên thạch.
Kính thiên văn Lovell (ban đầu là Mark I) là kính viễn vọng vô tuyến có thể điều khiển lớn nhất thế giới (đường kính 76,2m) và là chiếc duy nhất có thể theo dõi tên lửa phóng của Sputnik 1 vào năm 1957; nó vẫn là lớn thứ ba trên thế giới. Ngoài việc theo dõi và nhận dữ liệu từ các tàu thăm dò như Pioneer 5 vào năm 1960 và Luna 9 vào năm 1966, một chương trình nâng cấp liên tục cho phép phạm vi đo khoảng cách tới Mặt trăng và Sao Kim và nghiên cứu các xung, vật lý thiên văn, quasar và thấu kính hấp dẫn. Nó đã cung cấp các nghiên cứu sâu rộng nhất về các pulsar trong các hệ sao nhị phân và phát hiện ra pulsar đầu tiên trong cụm sao cầu. Nó đã phát hiện ra thấu kính hấp dẫn đầu tiên và cũng đã được sử dụng để quan sát SETI. Bây giờ trên bề mặt phản chiếu thứ ba của nó, một chương trình nâng cấp liên tục đã làm cho nó mạnh mẽ hơn bao giờ hết.
Năm 1964, kính thiên văn vô tuyến hình elip Mark II đã được hoàn thành. Nó đứng giữa một cánh đồng, che khuất mái vòm nhỏ quan sát ngôi nhà kính viễn vọng giảng dạy quang học Tim Thốt và được bao quanh bởi những túp lều sau chiến tranh được đặt tên theo nghiên cứu được thực hiện trong chúng, vì vậy một cái được gọi là Radiant (sau thiên thạch) và Mặt trăng khác. Với trục chính 38,1m và trục phụ 25,4m, Mark II chủ yếu được sử dụng cùng với Lovell như một phần của e-MERLINE (Mạng giao thoa liên kết vô tuyến đa yếu tố), cơ sở thiên văn vô tuyến quốc gia Vương quốc Anh chạy từ Jodrell. Điều này bao gồm tới 7 phạm vi radio: Lovell, Mark II, Cambridge, Defford, Knockin, Darnhall và Pick 4.0.3. e-MERLINE có đường cơ sở dài nhất (tách kính viễn vọng) là 217 Km và độ phân giải tốt hơn 50 mili giây, so sánh với Kính viễn vọng Không gian Hubble nhưng ở sóng vô tuyến thay vì bước sóng nhìn thấy được. Chi nhánh Jodrell của Manchester cũng tổ chức Node Trung tâm khu vực Vương quốc Anh cho ALMA (Atacama Large Millimét / sub-milimet Array) ở Chile.
Kính viễn vọng viễn thông cao cấp 42ft đứng cạnh lối vào tòa nhà chính chứa phòng điều khiển. Nhiệm vụ chính của kính viễn vọng là liên tục theo dõi Pulsar ở trung tâm của Tinh vân Con cua (mọi lúc nó ở phía trên đường chân trời). Tim tại thời điểm này đã thể hiện thủ thuật nhóm ấn tượng của mình về mặt toán học chứng minh rằng phạm vi thực sự đang chỉ vào Pulsar Crab bằng cách tính toán từ Thăng thiên phải của Pulsar (05h 34m 31.97s) và Giảm dần (+ 22d 00m 52.1s) bầu trời lúc đó Nó đã thu thập được hơn 30 năm dữ liệu, chiếm 4% số tuổi của pulsar, đưa ra manh mối quan trọng về cách thức các pulsar phát triển.
Chú thích: Tiến sĩ Tim O hèBrien nói chuyện với Giáo sư Brian Cox và Dara OTHERBiain trong Phòng điều khiển trong Tín dụng trực tiếp tuyệt vời: Đại học Manchester
Tim rất tốt bụng khi cho phép tôi vào trong Phòng điều khiển, không thường thấy bởi những người truy cập chung vào trang này, mặc dù nó đóng vai trò chủ nhà cho loạt chương trình Stargazed Live thường niên của BBC TV, do Giáo sư Brian Cox và Dara O đấmBriain tổ chức. Nó minh họa hoàn hảo vai trò lịch sử và hiện tại của Jodrell trong thiên văn vô tuyến. Nó là một sự pha trộn tuyệt vời của Anh với công nghệ máy tính hiện đại, thiết bị nguyên bản năm 1950 và tất cả các điểm giữa. Có một màn hình phẳng lớn ở một góc hiển thị và có thể điều khiển từng phạm vi, một chiếc đồng hồ nguyên tử bên cạnh tủ gỗ và tủ kính xoay kim để theo dõi áp suất không khí, tốc độ gió và nhiệt độ thay đổi trên cuộn hoặc đĩa giấy. Ở trung tâm của căn phòng là bàn điều khiển hình móng ngựa nguyên bản từ những năm 1950.
Cửa sổ rộng lớn nhìn ra phạm vi Lovell được đặt trong chuyến thăm của tôi trong khi chiếc bát phản chiếu đang được phủ một lớp sơn mới, chỉ thẳng lên thiên đỉnh với hệ thống phanh được áp dụng. Nếu gió tăng trong quá trình quan sát, món ăn phải được nâng lên và di chuyển đến mục tiêu cao hơn trên bầu trời. Nếu những cơn gió đạt 45 dặm một giờ các món ăn phải được đậu ở vị trí thẳng đứng này. May mắn thay, điều này không xảy ra quá thường xuyên. Một sự tích tụ nặng nề của tuyết có thể làm biến dạng hình dạng của món ăn nên nó phải bị lật đổ. Phòng điều khiển được quản lý 24 giờ một ngày 365 ngày trong năm. Toàn bộ căn phòng có một lượng đèn nhấp nháy, mặt số, núm và công tắc rất thỏa mãn. Như Tim nói đúng, bạn cần rất nhiều đèn nhấp nháy.
Jodrell có một số cụm máy tính chuyên dụng và chuyên dùng. Từ những năm 1960, Lovell và Mark II thường xuyên tham gia với VLBI (Giao thoa kế đường cơ sở rất dài) bao gồm các kính viễn vọng trên khắp châu Âu, Trung Quốc và châu Phi và cũng có thể được liên kết với VLBA (Very Long Baseline Array) ở Mỹ để tạo ra một kính viễn vọng kích thước của hành tinh, có thể tạo ra những hình ảnh sắc nét nhất trong tất cả các thiên văn học. Phòng VLBI chứa một lượng lớn thiết bị thu và ghi âm. Điều này bao gồm một máy thu GPS, chính xác đến 0,5 millisec, được gọi một cách trìu mến là Đồng hồ chính xác hoàn toàn, mặc dù chúng có những cái mới hơn với độ chính xác 25 nano giây và đồng hồ nguyên tử maser của chúng chính xác đến 1 phần trong 10 ^ 15 hoặc 1 giây cứ sau 30 triệu năm! Tên khá giống với Jodrell, năm bộ tạo tín hiệu, được sử dụng để chuyển đổi tần số trong máy thu được dán nhãn gọn gàng Sharon, Tracy, Nigel, Kevin và Darren.
Chú thích: Kính viễn vọng Mark II tại Ngân hàng Jodrell. Tín dụng: Tác giả
Jodrell đã đi tiên phong trong việc kết nối các kính viễn vọng vô tuyến qua hàng trăm km và xây dựng mạng cáp quang chuyên dụng kết nối tất cả bảy kính viễn vọng e-MERLIN. Tim dừng lại để tạo hiệu ứng trước một cánh cửa màu xanh to lớn và nặng nề ấn tượng được trang trí bằng nhiều dấu hiệu cảnh báo kịch tính và ngân nga một cách đáng ngại, với tay lên một đòn bẩy hoạt động mạnh mẽ. Đây là ngôi nhà của bộ tương quan e-MERLINE, trọng tâm của cả bảy kính viễn vọng và trái tim của mạng, nó phải được che chắn cẩn thận để nó không can thiệp vào phạm vi vô tuyến trên trang web. Tim gõ mã nhập cảnh, kéo cần gạt và tiếng ngân nga nhẹ nhàng trở thành tiếng gầm điếc khi chúng tôi bước vào một căn phòng bằng kim loại, giữ lạnh với điều hòa. Có những bình gas khổng lồ trong góc sẵn sàng lấp đầy căn phòng trong trường hợp hỏa hoạn. Ở trung tâm là một tủ kính hun khói, kích thước của một tủ quần áo lớn chứa trung tâm máy tính với các lễ hội của cáp quang màu vàng được liên kết với kính viễn vọng và mang nhiều dữ liệu vào phòng khi di chuyển trên phần còn lại của internet Anh.
Jodrell có khoảng 40 nhân viên trên trang web với hơn 100 nhân viên làm việc tại Tòa nhà Đại học Alan Alan Turing ở Manchester. Danh sách các chương trình nghiên cứu của nhóm bao gồm tất cả các khía cạnh của thiên văn học, từ nghiên cứu Vụ nổ lớn đến khám phá các ngoại hành tinh. Họ đã sử dụng các pulsar để kiểm tra lý thuyết hấp dẫn của Einstein mà họ đã được trao Giải thưởng Nghiên cứu EC Descartes. Họ đã phát triển các bộ khuếch đại tiếng ồn thấp cho tàu vũ trụ ESA Vảng Planck sẽ báo cáo kết quả vũ trụ học của nó vào năm tới. Với một mạng lưới kính viễn vọng vô tuyến châu Âu, họ đang sử dụng các xung để thử phát hiện sóng hấp dẫn đầu tiên do Einstein tiên đoán.
Nhìn về tương lai, công việc hiện đang được tiến hành cùng với Tòa nhà Kiểm soát chính trong việc xây dựng một tòa nhà mới để đặt Văn phòng Dự án Quốc tế cho SKA (Mảng Kilomet vuông) sẽ được đặt tại Châu Phi và Úc, khi hoàn thành vào khoảng năm 2024, sẽ là kính viễn vọng vô tuyến lớn nhất thế giới trong thế kỷ 21. Khi chúng tôi rời đi, tôi hỏi Tim những gì sẽ có trong danh sách mong muốn của anh ấy cho tương lai (tất cả các nhà thiên văn học đều có một danh sách mong muốn phải không?) Anh ấy muốn thấy một hệ thống như SKA được mở rộng để bao phủ bán cầu Bắc và kính viễn vọng tương lai. có thể thực hiện các quan sát toàn bộ thời gian thực, toàn bộ bầu trời, nhắm mục tiêu ngay lập tức vào các vật thể thoáng qua, chẳng hạn như ngôi sao mới là trọng tâm chính của nghiên cứu của ông. Tôi nghĩ Ngài Bernard sẽ chấp thuận.
Tìm hiểu thêm về Trung tâm vật lý thiên văn Jodrell
