التسمية التوضيحية: مكتب مراقبة بنك Jodrell الأصلي مع إطلالة على تلسكوب Lovell. الائتمان: أنتوني هولواي.
ألقينا الأسبوع الماضي نظرة على الوجه العام لمرصد بنك جودريل ، مركز الاكتشاف. لكن هذا الأسبوع نحصل على جولة من وراء الكواليس في قلب هذا المرصد المثير للإعجاب والتاريخي.
الدكتور تيم أوبراين هو المدير المساعد لمرصد بنك جودريل وقارئ في الفيزياء الفلكية في كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة مانشستر. عندما نبدأ جولتنا في التلسكوبات وغرفة التحكم وأجهزة الكمبيوتر ، يشرح دور Jodrell في التطور التاريخي لعلم الفلك الراديوي. إن تلسكوب لوفيل في قلب المرصد ، هو اليوم مبنى مدرج من الدرجة الأولى بالإضافة إلى كونه في طليعة البحث العلمي الحالي ، بل والمستقبلي.
كان Jodrell Bank في الأصل موقعًا للاختبار في قسم علوم النبات بالجامعة. أسس السير برنارد لوفيل المرصد عندما أدى التدخل من الترام إلى تعطيل البحث في الأشعة الكونية التي كان ينفذها في مدرسة الفيزياء في الحرم الجامعي الرئيسي في المدينة. قام السير برنارد بنقل معدات الرادار الخاصة به إلى الموقع في عام 1945 في محاولة للعثور على أصداء الراديو من المسارات المؤينة للأشعة الكونية ولكنه بدلاً من ذلك أسس منطقة جديدة كاملة للبحث في الشهب.
كان تلسكوب لوفيل (في الأصل مارك الأول) أكبر تلسكوب راديوي قابل للتوجيه في العالم (بقطر 76.2 م) والوحيد الذي يمكنه تتبع صاروخ إطلاق سبوتنيك 1 في عام 1957 ؛ أنها لا تزال ثالث أكبر شركة في العالم. بصرف النظر عن تتبع البيانات واستلامها من تحقيقات مثل Pioneer 5 في عام 1960 و Luna 9 في عام 1966 ، مكّن برنامج مستمر من الترقيات النطاق لقياس المسافات إلى القمر والزهرة والأبحاث النابضة ، والماكينات الفيزيائية الفلكية ، والنجوم الزائفة والعدسات الثقالية. وقد قدم أكثر الدراسات الشاملة للنجوم النابضة في أنظمة النجوم الثنائية واكتشف النجم النابض الأول في عنقود كروي. اكتشف عدسة الجاذبية الأولى كما تم استخدامه لرصد SETI. الآن على سطح عاكس ثالث ، جعله برنامج مستمر من الترقيات أقوى من أي وقت مضى.
في عام 1964 تم الانتهاء من التلسكوب الراديوي الإهليلجي مارك الثاني. إنه يقف في منتصف الحقل ، ويقزم قبة المراقبة الصغيرة التي تحتوي على تلسكوب التدريس البصري لتيم وتحيط به أكواخ ما بعد الحرب التي سميت باسم البحث الذي تم إجراؤها فيها ، لذلك يسمى واحد مشع (بعد الشهب) وآخر القمر. مع محور رئيسي يبلغ 38.1 متر ومحور ثانوي يبلغ 25.4 متر ، يتم استخدام Mark II بشكل أساسي جنبًا إلى جنب مع Lovell كجزء من e-MERLIN (شبكة التداخل المرتبطة بالراديو متعدد العناصر) ، وهي منشأة علم الفلك الراديوي في المملكة المتحدة تعمل من Jodrell. وهذا يشمل ما يصل إلى 7 نطاقات راديو: لوفيل ، مارك الثاني ، كامبريدج ، ديفورد ، نوكين ، دارنهال وبيكمير. تمتلك e-MERLIN خط أساس أطول (فصل التلسكوبات) يبلغ 217 كم ودقة أفضل من 50 مللي ثانية ، والتي تقارن مع تلسكوب هابل الفضائي ولكن عند الراديو بدلاً من الأطوال الموجية المرئية. يستضيف فرع مانشستر من Jodrell أيضًا عقدة المركز الإقليمي في المملكة المتحدة لـ ALMA (صفيف Atacama كبير المليمتر / المليمتر الفرعي) في تشيلي.
يقف التلسكوب "42 قدمًا" عند مدخل المبنى الرئيسي الذي يضم غرفة التحكم. وتتمثل المهمة الرئيسية للتلسكوبات في المراقبة المستمرة للنجم النابض في قلب سديم السرطان (طوال الوقت فوق الأفق). أظهر تيم في هذه المرحلة حيلته المثيرة للإعجاب في إثبات رياضيًا أن النطاق كان يشير حقًا إلى Crab Pulsar عن طريق الحساب من الصعود الأيمن للنابض (05h 34m 31.97s) والانحراف (+22d 00m 52.1s) حيث سيكون في السماء في ذلك الوقت. لقد جمعت أكثر من 30 عامًا من البيانات التي تمثل 4 ٪ من عمر النجم النابض ، مما يعطي أدلة حيوية حول كيفية تطور النجم النابض.
شرح: الدكتور تيم أوبراين يتحدث إلى البروفيسور بريان كوكس ودارا أوباين في غرفة التحكم أثناء Stargazing Live Credit: The University of Manchester
كان تيم لطيفًا بما يكفي للسماح لي داخل غرفة التحكم ، والتي لا يراها غالبًا الزائرون العامون للموقع ، على الرغم من أنه يستضيف سلسلة Stargazing Live السنوية من تلفزيون بي بي سي ، والتي يستضيفها البروفيسور بريان كوكس و دارا أوبراين. يوضح بشكل مثالي دور جودريل التاريخي والحالي في علم الفلك الراديوي. إنه مزيج بريطاني رائع من أحدث تقنيات الكمبيوتر ومعدات 1950 الأصلية وجميع النقاط. هناك شاشات ضخمة ذات شاشات مسطحة في زاوية واحدة تعرض ويمكن التحكم في كل من المجالات ، وساعة ذرية إلى جانب خزائن خشبية وزجاجية تحتوي على إبر ارتعاش تتتبع ضغط الهواء وسرعة الرياح وتغيرات درجة الحرارة على لفات أو أقراص من الورق. يوجد في وسط الغرفة مكتب تحكم أصلي على شكل حدوة الحصان من الخمسينيات.
تطل النافذة الشاسعة على نطاق لوفيل الذي كان "متوقفًا" أثناء زيارتي بينما تم إعطاء الوعاء العاكس طبقة جديدة من الطلاء ، تشير مباشرة إلى السمت مع استخدام الفرامل. إذا زادت الرياح أثناء المراقبة ، فيجب رفع الطبق ونقله إلى هدف أعلى في السماء. إذا وصلت الرياح إلى 45 ميلاً في الساعة ، فيجب أن يتم تعليق الطبق في هذا الوضع المستقيم. لحسن الحظ ، لا يحدث هذا كثيرًا. يمكن أن يتسبب تراكم كثيف للثلوج في تشويه شكل الطبق لذا يجب قلبه. تعمل غرفة التحكم على مدار 24 ساعة في اليوم 365 يومًا في السنة. تحتوي الغرفة بأكملها على كمية مرضية للغاية من الأضواء الوامضة والأقراص والمقابض والمفاتيح. كما يقول تيم بحق "أنت بحاجة إلى الكثير من الأضواء الساطعة".
يضم Jodrell عددًا من مجموعات الحوسبة للأغراض العامة والمتخصصة. منذ ستينيات القرن الماضي ، انخرط Lovell و Mark II بانتظام مع VLBI (قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا) الذي يتضمن التلسكوبات عبر أوروبا والصين وأفريقيا ويمكن أيضًا ربطه بـ VLBA (صفيف خط الأساس الطويل جدًا) في أمريكا لإنشاء تلسكوب حجم الكوكب ، قادر على إنتاج صور أكثر حدة في علم الفلك. تحتوي غرفة VLBI على مجموعة كبيرة من أجهزة الاستقبال والتسجيل. وهذا يشمل جهاز استقبال GPS ، بدقة تصل إلى 0.5 مللي ثانية ، والمعروف باسم الساعة الدقيقة تمامًا ، على الرغم من أن لديهم أجهزة استقبال أحدث بدقة 25 نانو ثانية وساعة ذرة maser دقيقة إلى جزء واحد في 10 ^ 15 أو 1 ثانية كل 30 مليون سنة! الأسماء هي الشيء نفسه في Jodrell ، خمسة مولدات إشارة ، تستخدم لتحويل الترددات في جهاز الاستقبال تسمى بدقة شارون ، تريسي ، نايجل ، كيفين و دارين.
التسمية التوضيحية: تلسكوب مارك الثاني في بنك جودريل. الائتمان: المؤلف
كان Jodrell رائدًا في توصيل التلسكوبات الراديوية عبر مئات الكيلومترات وشيد شبكة الألياف الضوئية المخصصة التي تربط جميع تلسكوبات e-MERLIN السبعة. توقف تيم للتأثير أمام باب أزرق كبير وثقيل بشكل مثير للإعجاب ، كان مزينًا بالعديد من علامات التحذير الدراماتيكية والرطوبة المشؤومة ، ويده على ذراع تشغيل قوي. كان هذا هو منزل جهاز إرسل e-MERLIN ، وهو محور جميع التلسكوبات السبعة وقلب الشبكة ، ويجب أن يكون محميًا بعناية حتى لا يتداخل مع نطاقات الراديو في الموقع. قام تيم بالضغط على رمز الدخول ، وسحب الرافعة وأصبح الطبل اللطيف هديرًا يصم الآذان عندما دخلنا غرفة معدنية ، وبقيت باردة مع تكييف. هناك أسطوانات ضخمة من الغاز في الزاوية جاهزة لملء الغرفة في حالة نشوب حريق. يوجد في الوسط خزانة زجاجية مدخنة ، حجم خزانة ملابس كبيرة تحتوي على محور الكمبيوتر مع أكوام من كابلات ألياف بصرية صفراء متصلة بالتلسكوبات وتجلب أكبر قدر من البيانات إلى الغرفة كما يسافر على بقية الإنترنت في المملكة المتحدة مجتمعة.
لدى Jodrell حوالي 40 موظفًا في الموقع مع أكثر من 100 موظف يعملون من مبنى Alan Turing في الجامعة في مانشستر. تغطي قائمة البرامج البحثية للمجموعة جميع جوانب علم الفلك ، من دراسة الانفجار الكبير إلى اكتشاف الكواكب الخارجية. لقد استخدموا النجوم النابضة لاختبار نظرية أينشتاين عن الجاذبية التي حصلوا على جائزة EC ديكارت للبحوث فيها. لقد طوروا مضخمات منخفضة الضوضاء لمركبة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية والتي ستعلن نتائج علم الكونيات العام المقبل. باستخدام شبكة أوروبية من التلسكوبات الراديوية ، يستخدمون النجوم النابضة لمحاولة الكشف الأول عن موجات الجاذبية التي تنبأ بها آينشتاين.
بالنظر إلى المستقبل ، يجري العمل الآن إلى جانب مبنى التحكم الرئيسي على تشييد مبنى جديد لإيواء مكتب المشروع الدولي لـ SKA (مصفوفة الكيلومتر المربع) في إفريقيا وأستراليا ، عندما يكتمل في حوالي عام 2024 ، سيكون أكبر تلسكوب راديو في العالم للقرن الحادي والعشرين. أثناء مغادرتنا ، أسأل تيم عما سيكون في قائمة أمنياته المستقبلية (جميع الفلكيين لديهم قائمة أمنيات أليس كذلك؟) ويود أن يرى نظامًا مثل SKA ممتدًا لتغطية نصف الكرة الشمالي وتلسكوبًا مستقبليًا يمكن أن يقوم بملاحظات السماء في الوقت الحقيقي ، ويستهدف على الفور الأشياء العابرة مثل نوفا التي هي المحور الرئيسي لأبحاثه الخاصة. أعتقد أن السير برنارد سيوافق.
تعرف على المزيد حول مركز جودريل بنك للفيزياء الفلكية
