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 アタカマ宇宙望遠鏡。背景にはセロ・トコが見える | |
| 別名 | ACTpol |
|---|---|
| の一部 | リャノ デ チャナントール天文台 |
| 場所 | アタカマ砂漠 |
| 座標 | 南緯22°57′31″ 西経67°47′15″ / 南緯22.9586° 西経67.7875° / -22.9586; -67.7875 |
| 波長 | 28、41、90、150、220GHz（1.07、0.73、0.33、0.20、0.14cm） |
| 初光 | 2007年10月22日 |
| 望遠鏡スタイル | 宇宙マイクロ波背景放射実験 電波望遠鏡 |
| 直径 | 6メートル |
| Webサイト | プリンストン大学 |
  アタカマ宇宙望遠鏡の位置 | |
 コモンズの関連メディア | |
アタカマ宇宙論望遠鏡（ACT ）は、チリ北部のアタカマ砂漠のセロ・トコに設置されたミリ波宇宙望遠鏡である。[1] ACTは、ビッグバンの過程で残された遺物放射である宇宙マイクロ波背景放射（CMB）を研究するために、高感度、角分分解能、マイクロ波波長による空の調査を行った。サンペドロデアタカマから40km、標高5,190メートル（17,030フィート）に位置し、世界で最も高い地上望遠鏡の1つであった。[a]
ACT、南極望遠鏡、WMAP衛星、プランク衛星などの宇宙マイクロ波背景放射実験は、宇宙論の標準的なラムダCDMモデルの基礎的な証拠を提供してきました。ACTは、 CMBのパワースペクトルで7つの音響ピークを初めて検出し、最も極端な銀河団を発見し、ペアワイズ運動学的なスニヤエフ・ゼルドビッチ効果を介して銀河団の動きを初めて統計的に検出しました。[3]
ACTは2007年に建造され、最初の受信機であるミリ波ボロメータアレイカメラ（MBAC）を搭載して2007年10月に初観測されました。ACTでは、偏光に敏感な観測を可能にする2つの主要な受信機アップグレード、ACTPol [4]（2013〜2016年）とAdvanced ACT [5]（2017〜2022年）が実施されました。ACTの観測は2022年半ばに終了しました。ACTは米国国立科学財団の資金提供を受けています。
科学の目標
COBE、BOOMERanG、WMAP、CBI、南極点望遠鏡などの実験による宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の測定は、宇宙論、特に宇宙の初期進化に関する知識を大きく進歩させました。ACTによって探査された1分角の解像度では、銀河団がCMBに痕跡を残すスニヤエフ・ゼルドビッチ効果が顕著です。この検出方法は、銀河団の質量を赤方偏移に依存しない方法で測定するため、非常に遠くにある古代の銀河団も近くの銀河団と同じくらい簡単に検出できます。
銀河団の検出と可視光およびX線による追跡測定により、ビッグバン以降の宇宙の構造の進化の図が得られます。これは、宇宙の支配的な構成要素であると思われる 神秘的な暗黒エネルギーの性質についての理解を深めるために使用されています。
宇宙マイクロ波背景放射の高感度観測により、宇宙論パラメータの精密測定、銀河団の検出などの科学的目標が可能になり、宇宙の進化の歴史の初期段階と後期段階を調査することができます。
科学的なハイライト
ACT は、その活動を通じて、科学界に次のような貢献をしてきました。
- CMBのパワースペクトルにおける7つの音響ピークの初めての検出。[6]
- CMBマップのみで重力レンズ効果を初めて検出。 [7]
- 光学クエーサーとCMBレンズ効果の相互相関の最初の測定。
- CMB レンズ効果と銀河レンズ効果の相互相関の最初の測定。
- 最も極端な銀河団の発見。[8]
- 運動学的対比スニヤエフ・ゼルドビッチ効果を用いた銀河団の運動の初めての測定。[9] [10]
- ハッブル定数の最新の推定値を提供した。[11]
- CMB データのみを使用してダークエネルギーの証拠を提供しました。
- 大質量ハローによるCMBレンズ効果の初めての統計的検出。[12]
- 速度再構成法を用いた銀河団の運動の最初の測定。 [13]
- スニヤエフ・ゼルドビッチ効果による銀河のプロファイル測定の初の共同熱・運動測定。 [14]
- 第9惑星の盲目的な探索。[15]
位置
大気中の水蒸気はマイクロ波を放射し、CMBの測定結果を汚染するため、CMB望遠鏡は乾燥した高地の場所から恩恵を受ける。ACTは、チリ北部のアタカマ砂漠にあるアンデス山脈の乾燥した高地（それでもアクセスは容易）チャナントール高原に位置する。アタカマ砂漠の例外的な観測条件と、道路や近くの港からのアクセスの良さから、この地域にはCBI、ASTE、Nanten、APEX、ALMAなど、他のいくつかの天文台が設置されている。これらの天文台と望遠鏡は、主にミリ波およびサブミリ波波長の天文望遠鏡群である リャノ・デ・チャナントール天文台を形成している。
デザイン
望遠鏡
ACT は、軸外しグレゴリアン望遠鏡です。この軸外し構成は、点像分布関数のアーティファクトを最小限に抑えるのに役立ちます。望遠鏡の反射鏡は、6 メートル (236 インチ) の主鏡と 2 メートル (79 インチ) の副鏡で構成されています。両方の鏡は、71 枚 (主鏡) と 11 枚 (副鏡) のアルミニウム パネルからなるセグメントで構成されています。これらのパネルは回転楕円体の形状をしており、接合面を形成するように注意深く位置合わせされています。観測中に回転する空を追跡するほとんどの望遠鏡とは異なり、ACT は、望遠鏡を一定の仰角に保ち、方位角で 1 秒あたり 2 度という比較的速い速度で前後にスキャンすることで空を観測します。望遠鏡の回転部分の重量は約 32 トン (35 米トン) あり、かなりの技術的課題を生み出しています。望遠鏡の周囲にある地上スクリーンは、地面から放射されるマイクロ波放射による汚染をブロックします。望遠鏡の設計、製造、建設は、ブリティッシュコロンビア州バンクーバーのダイナミック・ストラクチャーズ社によって行われました。
楽器
ACT は、同時に 3 台の計器カメラを収容できます。時間の経過とともに、これらのカメラは元の MBAC 設計から Advanced ACT 計器にアップグレードされ、偏光感度や 1 つの計器モジュールで複数の周波数を感知する機能などの機能が徐々に追加されました。ACT の各カメラは 3 つのレンズ システムで構成され、グレゴリアン焦点は検出器の焦点面に再結像され、リヨ ストップは主鏡を再結像して迷光を軽減します。
ACT の 3 つのレンズは、極低温で冷却された反射防止コーティングされたシリコンで作られています。これは、屈折率が高い (n=3) ため、ミリメートル波の機器に適した素材です。ACTPol と AdvACT の反射防止コーティングは、当時の地上 CMB 望遠鏡の革新であったサブ波長構造のメタマテリアル シリコンで作られています。光学部品と検出器モジュールは、プラスチック製の窓で真空に保たれています。フィルターのスタックにより、ミリメートル波の観測に有害な赤外線が除去されます。
放射線は遷移エッジ センサー ボロメータに熱的に結合され、SQUID アレイを使用して読み取られます。
観察
観測は、145GHz、215GHz、280GHzの3つの周波数で、約1分角（1度の60分の1）の解像度で行われます。各周波数は、3cm×3cm（1.2インチ×1.2インチ）、1024要素アレイで測定され、合計3072個の検出器があります。検出器は超伝導遷移エッジセンサーで、その高感度技術により、CMBの温度を数百万分の1度以内で測定できます。[16]極低温 ヘリウム 冷凍機のシステムにより、検出器は絶対零度より3分の1度高い温度に保たれます。
検出器
ACT には 3 世代のカメラがあります。各カメラは、長年にわたり最適化されてきた特殊な検出器技術の開発の成果です。これらのカメラは、超伝導遷移エッジ センサー アレイを利用して高感度を実現しています。
ACT 焦点面 (MBAC) に最初に配置されたカメラ アレイは 3 台のカメラで構成され、各カメラは独自のバンドに感度があり、偏光感度はありませんでした。第 2 世代のカメラ (ACTPol) では偏光感度が追加され、2 つのバンド (ダイクロイック) に感度を持つ最初のカメラになりました。第 3 世代のカメラ (AdvACT) では ACTPol で達成された進歩が取り入れられ、すべてのカメラが 2 つのバンドに感度を持つようになりました。
機関
ACT には、プリンストン大学、コーネル大学、ペンシルベニア大学、NASA/GSFC、ジョンズホプキンス大学、ブリティッシュコロンビア大学、NIST、チリカトリック大学、クワズール・ナタール大学、ペリメーター理論物理学研究所、カナダ理論天体物理学研究所、スタンフォード大学、ストーニーブルック大学、カーディフ大学、アルゴンヌ国立研究所、ハーバーフォード大学、ラトガース大学、ピッツバーグ大学、カリフォルニア大学バークレー校、南カリフォルニア大学、オックスフォード大学、パリサクレー大学、イリノイ大学アーバナシャンペーン校、SLAC 国立加速器研究所、カリフォルニア工科大学、マギル大学、計算天体物理学センター、アリゾナ州立大学、コロンビア大学などの協力者がいます。カーネギーメロン大学、シカゴ大学、ハーバーフォード大学、フロリダ州立大学、ウエストチェスター大学、イェール大学、トロント大学。[17]
参照
注記
- ^ レシーバーラボ望遠鏡（RLT）は口径80cm（31インチ）で、標高5,525m（18,125フィート）とさらに高いが、移動可能な輸送コンテナの屋根に固定されているため恒久的ではない。[2] 2009年の東京大学アタカマ天文台は、この2つよりもかなり高い。
参考文献
- ^ Fowler, JW; Niemack, MD; Dicker, SR; Aboobaker, AM; Ade, PAR; Battistelli, ES; Devlin, MJ; Fisher, RP; Halpern, M.; Hargrave, PC; Hincks, AD (2007 年 6 月 10 日). 「アタカマ宇宙論望遠鏡とミリ波ボロメトリックアレイカメラの光学設計」.応用光学. 46 (17): 3444–3454. arXiv : astro-ph/0701020 . Bibcode :2007ApOpt..46.3444F. doi :10.1364/AO.46.003444. ISSN 0003-6935. PMID 17514303. S2CID 10833374.
- ^ Marrone; et al. (2005). 「レシーバーラボ望遠鏡による 1.3 および 1.5 THz 大気窓の観測」第 16 回宇宙テラヘルツ技術国際シンポジウム: 64. arXiv : astro-ph/0505273 . Bibcode :2005stt..conf...64M.
- ^ ハンド、ニック; アディソン、グレアム E.; オーブール、エリック; バタグリア、ニック; バティステッリ、エリア S.; ビジャエフ、ドミトリー; ボンド、J. リチャード; ブリューイントン、ハワード; ブリンクマン、ジョン; ブラウン、ベンジャミン R.; ダス、スディープ; ドーソン、カイル S.; デブリン、マーク J.; ダンクリー、ジョアンナ; ダナー、ロランド (2012 年 7 月 23 日)。「スニヤエフ・ゼルドビッチ効果による銀河団運動の証拠」。Physical Review Letters。109 ( 4 ) : 041101。arXiv : 1203.4219。doi : 10.1103 / PhysRevLett.109.041101。ISSN 0031-9007。PMID 23006072。
- ^ Niemack, MD; Ade, PAR; Aguirre, J.; Barrientos, F.; Beall, JA; Bond, JR; Britton, J.; Cho, HM ; Das, S.; Devlin, MJ; Dicker, S. (2010 年 7 月 16 日)。「ACTPol: アタカマ宇宙論望遠鏡用の偏光感度受信機」。Holland, Wayne S.、Zmuidzinas, Jonas (編)。天文学のためのミリ波、サブミリ波、遠赤外線検出器と計測装置 V。第7741巻。サンディエゴ、カリフォルニア州、米国。pp. 537–557。arXiv : 1006.5049。doi : 10.1117 /12.857464。S2CID 27705474。
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません 発行者 (リンク) - ^ Henderson, SW; Allison, R.; Austermann, J.; Baildon, T.; Battaglia, N.; Beall, JA; Becker, D.; De Bernardis, F.; Bond, JR; Calabrese, E.; Choi, SK (2016 年 8 月 1 日)。「Advanced ACTPol Cryogenic Detector Arrays and Readout」。Journal of Low Temperature Physics。184 ( 3 ): 772–779。arXiv : 1510.02809。Bibcode : 2016JLTP..184..772H。doi : 10.1007 /s10909-016-1575-z。ISSN 1573-7357。S2CID 53411729 。
- ^ ダンクリー、J.フロゼック、R.シーバース、J.アクアヴィバ、V.パーラ州アデ。アギーレ、P.アミリ、M。 JW、アペル。バリエントス、LF;バティステリ、ES;ボンド、JR。ブラウン、B.バーガー、B.チャーベナック、J.ダス、S. (2011 年 9 月 20 日)。 「アタカマ宇宙論望遠鏡: 2008 年のパワー スペクトルからの宇宙論的パラメーター」。天体物理学ジャーナル。739 (1): 52.arXiv : 1009.0866。土井：10.1088/0004-637X/739/1/52。ISSN 0004-637X。S2CID 31436593。
- ^ Das, Sudeep; Sherwin, Blake D.; Aguirre, Paula; Appel, John W.; Bond, J. Richard; Carvalho, C. Sofia; Devlin, Mark J.; Dunkley, Joanna; Dünner, Rolando; Essinger-Hileman, Thomas; Fowler, Joseph W.; Hajian, Amir; Halpern, Mark; Hasselfield, Matthew; Hincks, Adam D. (2011 年 7 月 5 日)。「アタカマ宇宙論望遠鏡による宇宙マイクロ波背景放射のパワースペクトルの検出」。Physical Review Letters。107 ( 2 ): 021301。arXiv : 1103.2124。doi : 10.1103 / PhysRevLett.107.021301 。PMID 21797590。
- ^ メナントー、フェリペ;ヒューズ、ジョン P.シフォン、クリストバル。ヒルトン、マット。ゴンサレス、ホルヘ。インファンテ、レオポルド。フェリペ・バリエントス、L.ベイカー、アンドリュー J.ボンド、ジョン R.ダス、スディープ。デブリン、マーク J.ダンクレー、ジョアンナ。ハジアン、アミール。ヒンクス、アダム D.アーサー・コソウスキー（2012年3月20日）。 「アタカマ宇宙望遠鏡: ACT-CL J0102–4915「エル・ゴルド」、赤方偏移 0.87 の巨大合体星団」。天体物理学ジャーナル。748 (1): 7.arXiv : 1109.0953。doi :10.1088/0004-637X/748/1/7. ISSN 0004-637X. S2CID 204931508.
- ^ フェレイラ、PG;ユシュキェヴィチ、R.フェルドマン、ハバナ州。デイビス、M.アーハ州ジャッフェ（1999年4月10日）。 「Ωの動的推定量としてのストリーミング速度」。天体物理学ジャーナル。515 (1): L1 ～ L4。土井：10.1086/311959。ISSN 0004-637X。
- ^ ハンド、ニック; アディソン、グレアム E.; オーブール、エリック; バタグリア、ニック; バティステッリ、エリア S.; ビジャエフ、ドミトリー; ボンド、J. リチャード; ブリューイントン、ハワード; ブリンクマン、ジョン; ブラウン、ベンジャミン R.; ダス、スディープ; ドーソン、カイル S.; デブリン、マーク J.; ダンクリー、ジョアンナ; ダナー、ロランド (2012 年 7 月 23 日)。「スニヤエフ・ゼルドビッチ効果による銀河団運動の証拠」。Physical Review Letters。109 ( 4 ) : 041101。arXiv : 1203.4219。doi : 10.1103 / PhysRevLett.109.041101。ISSN 0031-9007。PMID 23006072。
- ^ Choi, Steve K.; Hasselfield, Matthew; Ho, Shuay-Pwu Patty; Koopman, Brian; Lungu, Marius; Abitbol, Maximilian H.; Addison, Graeme E.; Ade, Peter AR; Aiola, Simone; Alonso, David; Amiri, Mandana; Amodeo, Stefania; Angile, Elio; Austermann, Jason E.; Baildon, Taylor (2020年12月30日). 「アタカマ宇宙論望遠鏡：98GHzおよび150GHzでの宇宙マイクロ波背景放射パワースペクトルの測定」. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . 2020 (12): 045. arXiv : 2007.07289 . doi :10.1088/1475-7516/2020/12/045. ISSN 1475-7516. S2CID 220525420.
- ^ マダヴァシェリル、マシュー;ニーリマ、セーガル。アリソン、ルパート。バッタリア、ニック。ボンド、J.リチャード;カラブレーゼ、エルミニア。カリギウリ、ジェロド。コフリン、ケビン。クライトン、デヴィン。ダッタ、ラーフル。デブリン、マーク J.ダンクレー、ジョアンナ。ローランド、ダナー。フォガティ、ケビン。グレース、エミリー。ハジアン、アミール。マシュー・ハッセルフィールド。ヒル、J. コリン。ヒルトン、マット。ヒンクス、アダム D.フロゼク、レネー。ヒューズ、ジョン P.アーサー・コソウスキー。ルイ、ティボー。マリウス、ルング。マクマホン、ジェフ。ムードリー、カビラン。チャールズ・マンソン。ネス、シグルド。ナティ、フェデリコ。ニューバーグ、ローラ。ニーマック、マイケル D.ペイジ、ライマン A.パートリッジ、ブルース; シュミット、ベンジャミン; シャーウィン、ブレイク D.; シーヴァース、ジョン; スペルゲル、デビッド N.; スタッグス、スザンヌ T.; ソーントン、ロバート; ヴァン エンゲレン、アレクサンダー; ワード、ジョナサン T.; ウォラック、エドワード J. (2015年4月13日). 「暗黒物質ハローによる宇宙マイクロ波背景放射のレンズ効果の証拠」. Physical Review Letters . 114 (15). arXiv : 1411.7999 . doi :10.1103/PhysRevLett.114.151302.
- ^ アタカマ宇宙論望遠鏡コラボレーション; Schaan, Emmanuel; Ferraro, Simone; Amodeo, Stefania; Battaglia, Nicholas; Aiola, Simone; Austermann, Jason E.; Beall, James A.; Bean, Rachel; Becker, Daniel T.; Bond, Richard J.; Calabrese, Erminia; Calafut, Victoria; Choi, Steve K.; Denison, Edward V. (2021年3月15日). 「アタカマ宇宙論望遠鏡：BOSS CMASSおよびLOWZハローからの運動学的および熱的スニヤエフ・ゼルドビッチ測定の結合」. Physical Review D . 103 (6): 063513. arXiv : 2009.05557 . doi :10.1103/PhysRevD.103.063513.
- ^ アタカマ宇宙論望遠鏡コラボレーション; Schaan, Emmanuel; Ferraro, Simone; Amodeo, Stefania; Battaglia, Nicholas; Aiola, Simone; Austermann, Jason E.; Beall, James A.; Bean, Rachel; Becker, Daniel T.; Bond, Richard J.; Calabrese, Erminia; Calafut, Victoria; Choi, Steve K.; Denison, Edward V. (2021年3月15日). 「アタカマ宇宙論望遠鏡：BOSS CMASSおよびLOWZハローからの運動学的および熱的スニヤエフ・ゼルドビッチ測定の結合」. Physical Review D . 103 (6): 063513. arXiv : 2009.05557 . doi :10.1103/PhysRevD.103.063513.
- ^ Naess, Sigurd; Aiola, Simone; Battaglia, Nick; Bond, Richard J.; Calabrese, Erminia; Choi, Steve K.; Cothard, Nicholas F.; Halpern, Mark; Hill, J. Colin; Koopman, Brian J.; Devlin, Mark; McMahon, Jeff; Dicker, Simon; Duivenvoorden, Adriaan J.; Dunkley, Jo (2021年12月1日). 「アタカマ宇宙論望遠鏡：惑星9の探索」.天体物理学ジャーナル. 923 (2): 224. arXiv : 2104.10264 . doi : 10.3847/1538-4357/ac2307 . ISSN 0004-637X.
- ^ Fowler, J.; et al. (2007). 「アタカマ宇宙論望遠鏡とミリ波ボロメトリックアレイカメラの光学設計」.応用光学. 46 (17): 3444–54. arXiv : astro-ph/0701020 . Bibcode :2007ApOpt..46.3444F. doi :10.1364/AO.46.003444. PMID 17514303. S2CID 10833374.
- ^ 「ACT 公開ウェブページ」。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、アタカマ宇宙論望遠鏡に関連するメディアがあります。
- ACTホームページ
