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阿塔卡馬探路者實驗

阿塔卡馬探路者實驗(英语:Atacama Pathfinder Experiment,缩写:APEX)是位於智利北部,在聖佩德羅德阿塔卡馬東方50公里的阿塔卡馬沙漠上,拉诺德查南托天文台海拔5,100公尺高處的電波望遠鏡。主鏡的盤面直徑是12米,由264片鋁板組成,表面的精度為17微米(均方根值)。這架望遠鏡於2005年9月25日正式完成。

阿塔卡馬探路者實驗
Phot-24a-06.jpg
APEX望遠鏡研究所]](50%)、翁薩拉太空天文台(23%)、ESO(27%)[1]
基本資料
組織 欧洲南方天文台, 馬克斯普朗克電波天文研究所, 昂薩拉太空天文台[*]
位置 智利查南托高原
坐标 坐标23°0′21″S 67°45′33″W / 23.00583°S 67.75917°W / -23.00583; -67.75917
高度 5,100 m
氣候 良好
波長 毫米和次毫米(0.2至1.5毫米)
啟用 2005
望遠鏡型式 射电望远镜, 卡塞格林反射鏡, cosmic microwave background experiment[*]
口徑 12-米天線
架台 經緯儀
www.apex-telescope.orgwww.eso.org/public/teles-instr/apex.html
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APEX的望遠鏡是用於修改阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)的原型,並且就設置在ALMA天文台的位置上。APEX被設計在次毫米波長,範圍在0.2至1.5毫米 -介於紅外線和無線電波之間- 並找到ALMA可以更仔細研究的目標。次毫米波天文學提供了進入寒冷、布滿塵埃宇宙的一個窗口,但來自太空的微弱訊號會被地球大氣層中的水氣大量的吸收掉。查南托被選為這種望遠鏡的場址,因為它是地球上最乾燥的地方之一,並且比毛納基山高750米,也比塞羅帕瑞納天文台的甚大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)高2,400米[2]

APEX是由馬克斯普朗克電波天文研究所(50%)、翁薩拉太空天文台(23%)、歐洲南天天文台(27%)共同投資建造的[1]。根據MPIfR的合約,望遠鏡是由German firm VERTEX Antennentechnik GmbH設計和製造[3],APEX在查南托的操作委託給ESO。

科學研究编辑

 
在宇宙中尋找水的APEX儀器[4]

次毫米波天文學相對來說是尚未探勘的天文學前緣,揭示了熟悉的可見光和紅外線下不可見的宇宙。它是研究寒冷宇宙的理想:這些波長的光照耀著在星際空間中巨大的低溫雲氣,溫度只有絕對零度之上幾十度。天文學家使用這種波長的光來研究分子雲的化學和物理狀態 - 氣體和宇宙塵埃密集的地區是恆星誕生的場所。以可見光觀看,這些地區往往是宇宙中被塵埃遮蔽的黑暗區域,但在毫米和次毫米的波段照耀下,它們的光譜是明亮的。這個波長用來研究早期的宇宙也很理想,因為最早和最遙遠星系的光已經紅移到較長的波段[2]

APEX的科學目標包括研究恆星、行星和星系的形成,包括遙遠的宇宙早期星系和分子雲的物理狀況[2]。它的第一次結果證明這架望遠鏡沒有辜負科學家的野心,提供前所未有的靈敏度和圖像品質訪問的冷宇宙。

在2006年7月,研究性質的天文與天體物理學報期刊的特輯中,基於APEX早期科學發表的論文不下於26篇。其中有許多是新發現的發表,多數是恆星形成和天體化學的領域,像是發現一種新的星際分子和CO分子發出的0.2毫米波,以及檢測到由氫組合成的兩種形式的帶電分子[5]

APEX最近的觀測導致第一次發現太空中的過氧化氫[6],第一幅滿是塵埃的光環,繞著大質量的嬰兒恆星,直接證明了大質量恆星的誕生和它們的小兄弟是一樣的[7],和第一次直接測量出非常遙遠的星系中恆星誕生區域的大小和亮度[8]

所有ESO和瑞典的APEX資料都儲存在ESO的檔案。這些資料遵循標準的ESO存檔規則,即它們在交付給這些專案的首席研究員一年之後,它們就成為公開的資訊[9]

儀器编辑

 
聳立在查南托前哨的APEX[10]
 
結合APEX和史匹哲在所謂的錢卓南天深場區域的資料[11]

APEX,在南半球運作的最大次毫米波望遠鏡,有一整套的儀器可以讓天文學家用在不同的觀測上,一個使用的主要工具是LABOCA,APEX的大熱輻射計相機LABOCA是對溫度極端敏感的溫度計陣列 -稱為熱輻射測量計- 檢測次毫米波。它是世界上最大的這一種相機,幾乎有300個圖元(畫素)。每個溫度計都被冷卻到絕對零度以上不到0.3度 -攝氏零下272.85度,可以檢測微弱的次毫米波造成的溫度變化。LABOCA的高靈敏度,與它的廣視野(月球直徑的三分之一),使它成為次毫米波宇宙成像的珍貴工具[2]

在第一次觀測,APEX配置了由MPIfR的次毫米波部門開發的先進次毫米波光譜儀,在最近,最早的輕便接收器是由查爾摩斯大學(OSO)建造的[3]

工藝编辑

為了在波長較短的次毫米波操作,APEX需要非常高品質的表面:經過一系列高精度的調整,APEX專案團隊得以調整出表面精度非常高的出色鏡子。在12米直徑的天線上,偏離完美拋物面的差值小於1毫米的千分之17。這小於人的頭髮平均直徑五分之一[3]

APEX望遠鏡有三個接收器的小屋:卡賽格林、內史密斯A、和內史密斯B。

圖集编辑

參見编辑

參考資料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 APEX - Atacama Pathfinder EXperiment. [2011-06-14]. (原始内容存档于2011-06-24). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 ESO - APEX. ESO. [2011-06-14]. (原始内容存档于2011-06-22). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 New Sub-Millimetre Light in the Desert — APEX telescope Sees First Light at Chajnantor. ESO. 2005-07-14 [2011-08-19]. 
  4. ^ First Observations from SEPIA. [2015-11-06]. 
  5. ^ Sub-millimetre Astronomy in Full Swing on Southern Skies — Impressive set of APEX Results to be published in Special Issue of Astronomy & Astrophysics. ESO. 2006-07-13 [2011-08-19]. 
  6. ^ Hydrogen Peroxide Found in Space. ESO. 2011-07-06 [2011-08-19]. 
  7. ^ Unravelling the Mystery of Massive Star Birth — All Stars are Born the Same Way. ESO. 2010-07-14 [2011-08-19]. 
  8. ^ APEX Snaps First Close-up of Star Factories in Distant Universe. ESO. 2010-03-21 [2011-08-19]. 
  9. ^ APEX data archiving. [2011-08-19]. (原始内容存档于2011-07-25). 
  10. ^ APEX Stands Sentry on Chajnantor. ESO Picture of the Week. [2012-04-16]. 
  11. ^ The Wild Early Lives of Today's Most Massive Galaxies. ESO Press Release. [2012-01-27]. 
  12. ^ Setting the Dark on Fire. ESO Press Release. [2013-02-12]. 

外部連結编辑