Gemini (teleskop)

För andra betydelser, se Gemini.
Geminis södra teleskop

Gemini är ett internationellt astronomiskt teleskopprojekt. Två identiska teleskop, Gemini North på Mauna Kea på Hawaii och Gemini South nordöst om La Serena i Chile, är tvillingteleskop som erbjuder omfattande täckning av den norra och södra himlen och rankas bland de mest avancerade optiska/infraröda teleskopen som finns tillgängliga för astronomer.[1] Teleskopen ägs och drivs av av Nationella vetenskapsstiftelsen (NSF) i USA, Nationella forskningsrådet i Kanada, CONICYT i Chile, MCTI i Brasilien och MCTIP i Argentina. NSF är den primära bidragsgivaren och tillhandahåller cirka 70 procent av de nödvändiga resurserna. The Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) sköter driften och underhållet av observatoriet genom ett samarbetsavtal med NSF, som fungerar som verkställande organ på uppdrag av de internationella partnerna.

Instrumentering

Gemini Planet Imager (GPI) bild av en planet som kretsar kring en avlägsen stjärna känd som 51 Eridani. Den ljusa centrala stjärnan har till största delen tagits bort av en maskin- och mjukvarumask för att möjliggöra upptäckten av exoplaneten (märkt "b") som är en miljondel så ljusstark.

Adaptiv optik

Båda Gemini-teleskopen använder sofistikerade toppmoderna adaptiva optiksystem. Gemini North använder rutinmässigt ALTAIR-systemet, byggt i Kanada, som uppnår ett 30–45-procentigt Strehl-förhållande på ett 22,5 bågsekundskvadratfält och kan mata NIRI, NIFS eller GNIRS[2] och kan använda naturliga eller laserguidestjärnor. Tillsammans med NIRI medverkade det till upptäckten av HR 8799b.

På Gemini South kan Gemini Multi-Conjugate Adaptive Optics System (GeMS) användas med FLAMINGOS-2 nära-infraröd bildapparat och spektrometri, eller Gemini South Adaptive Optics Imager (GSAOI), som ger enhetlig, diffraktionsbegränsad bildkvalitet till synfält i bågminutskala. GeMS tog emot det första ljuset den 16 december 2011.[3] Med hjälp av en konstellation av fem laserguidestjärnor uppnådde det FWHM på 0,08 bågsekunder i H-bandet över ett fält på 87 bågsekunders kvadrat.

En adaptiv sekundärspegel har övervägts för Gemini,[4] som skulle ge rimliga adaptiva optiska korrigeringar (motsvarande naturligt seende på 20-percentilnivån under 80 procent av tiden) till alla instrument som är inkopplade på teleskopet. År 2017 fanns det dock inga planer på att genomföra en sådan uppgradering till något av teleskopen.

Instrument

Laser projicerar en laserguidestjärna (LGS) på Gemini South, en del av det adaptiva optiksystemet som används för att korrigera för distorsion orsakad av turbulens i atmosfären
Mosaik av ett urval av stoftskivor som hittats i ny undersökning [5]
Under kupolen[6]

Under de senaste åren har Gemini Board instruerat observatoriet att endast stödja fyra instrument vid varje teleskop. Eftersom Gemini North och Gemini South i huvudsak är identiska, kan observatoriet flytta instrument mellan de två platserna, och gör det regelbundet. Två av de mest populära instrumenten är Gemini Multi-Object Spectrographs (GMOS) på vart och ett av teleskopen. Dessa instrument byggdes i Edinburgh, Skottland av Storbritanniens astronomiska teknikcenter och tillhandahåller multiobjektspektroskopi, långslitsspektroskopi, avbildning och integrerad fältspektroskopi på optiska våglängder. Detektorerna i varje instrument har nyligen uppgraderats med Hamamatsu Fotonik-enheter, som avsevärt förbättrar prestandan i den bortre röda delen av det optiska spektrumet (700–1 000 nm).

Nära-infraröd avbildning och spektroskopi tillhandahålls av instrumenten NIRI, NIFS, GNIRS, FLAMINGOS-2 och GSAOI. Tillgängligheten och detaljerade beskrivningar av dessa instrument finns dokumenterade på Gemini Observatorys webbplats.[7] Ett av de mest spännande nya instrumenten på Gemini är GPI, Gemini Planet Imager.[8] GPI byggdes av ett konsortium av amerikanska och kanadensiska institutioner för att uppfylla kraven i ExAOC Extreme Adaptive Optics Coronagraph-förslaget. GPI är en extrem adaptiv optisk avbildningspolarimeter/integralfältspektrometer, som ger diffraktionsbegränsade data mellan 0,9 och 2,4 mikron. Den kan direktavbilda planeter runt närliggande stjärnor som är en miljondel så ljusstarka som deras värdstjärna.

Gemini stöder också ett kraftfullt program för besökarinstrument. Instrument kan föras till båda teleskopen under korta tidsperioder och användas för specifika observationsprogram av instrumentteamen. I utbyte mot tillgång till Gemini görs instrumenten sedan tillgängliga för hela Gemini-gemenskapen, så att de kan användas för andra vetenskapliga projekt. Instrument som har använt detta program är Differential Speckle Survey Instrument (DSSI), Phoenix nära-infraröd Echelle-spektrometer och TEXES medel-infraröd spektrometer. ESPaDOnS-spektrografen placerad i källaren på Kanada–Frankrike–Hawaii-teleskopet (CFHT) används också som ett "besöksinstrument", även om det aldrig flyttas från CFHT. Instrumentet är kopplat till Gemini-North via en 270 meter lång optisk fiber. Detta arrangemang, känt som GRACES, ger mycket högupplöst optisk spektroskopi på ett 8-meters teleskop.

Geminis silverbeläggning och infrarödoptimering tillåter känsliga observationer i den medel-infraröda delen av spektrumet (5–27 μm). Historiskt sett har medel-infraröda observationer erhållits med T-ReCS vid Gemini South och Michelle vid Gemini North. Båda instrumenten har avbildnings- och spektroskopiska funktioner, men ingen av dem används för närvarande vid Gemini.

Frågor om instrumentutveckling

Den första fasen av utvecklingen av Gemini-instrumentering gick inte smidigt. Scheman försenads med flera år, och budgetarna överskreds ibland med så mycket som en faktor två. Under 2003 analyserades instrumentutvecklingsprocessen på nytt i Aspen-rapporten[9] där det till exempel introducerades ett incitamentsprogram där instrumentutvecklare garanterades betydande tilldelningar av teleskoptid om de levererade instrumentet i tid och förlorade den när instrumentet är försenat.

En spektrograf med flera objekt med brett fält fick vetenskapligt stöd, men skulle ha krävt stora förändringar i teleskopets utformning - det skulle ha krävt att ett av teleskopen helt användes åt det instrumentet. Projektet avslutades 2009.[10]

Instrumentutveckling i andra omgången

I januari 2012 startade Gemini-observatoriet och ny omgång instrumentutveckling.[11] Denna process har sedan dess haft hög effekt i utvecklingen av en optisk spektrograf som kallas GHOST, med inplementering från april 2022 och idrifttagning i juni 2022. [19 ]

Se även

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Gemini Observatory, 24 juli 2023.

Noter

  1. ^ Nationalencyklopedin. Gemini. Läst 2007-09-03.
  2. ^ ”Gemini Observatory : Adaptive Optics Instrumentation and Capabilities”. Noao.edu. Arkiverad från originalet den 31 augusti 2021. https://web.archive.org/web/20210831054932/http://www.noao.edu/meetings/ao-aas/talks/Christou_Gemini_AO_AAS.pdf. Läst 15 november 2013. 
  3. ^ ”Revolutionary Instrument Propels Astronomical Imaging to New Extremes | Gemini Observatory”. Gemini.edu. 6 januari 2012. http://www.gemini.edu/node/11715. Läst 15 november 2013. 
  4. ^ ”Gemini Ground Layer Adaptive Optics Feasibility Study Report”. Gemini.edu. http://www.gemini.edu/files/docman/science/aspen/GLAO_feasibility_report_public.pdf. Läst 15 november 2013. 
  5. ^ ”Dusty Disks Imaged from NSF’s NOIRLab”. https://noirlab.edu/public/news/noirlab2212/. Läst 29 mars 2023. 
  6. ^ ”Under the Dome”. https://noirlab.edu/public/images/iotw2307a/. Läst 24 maj 2023. 
  7. ^ ”Gemini Observatory”. Gemini Observatory. http://www.gemini.edu/. 
  8. ^ ”Gemini Planet Imager”. Planetimager.org. http://planetimager.org. Läst 15 november 2013. 
  9. ^ ”Managing Gemini Observatory's Future Instrumentation Program”. Lna.br. Arkiverad från originalet den 28 april 2014. https://web.archive.org/web/20140428000746/http://www.lna.br/gemini/aspen-mgmtreport.pdf. Läst 15 november 2013. 
  10. ^ ”Gemini Board WFMOS Resolution | Gemini Observatory”. Gemini.edu. 1 juni 2009. http://www.gemini.edu/node/11260. Läst 15 november 2013. 
  11. ^ ”Call for White Papers to define the Gemini InfraRed-Optical Spectrometer (GIROS) | Gemini Observatory”. Gemini.edu. 13 januari 2012. http://www.gemini.edu/node/11725. Läst 15 november 2013. 

Externa länkar

Auktoritetsdata

Media som används på denna webbplats

Gemini South 01.jpg
Författare/Upphovsman: Denys (fr), Licens: CC BY 3.0
Télescope GEMINI South sur le Cerro Pachon au Chili
A Guiding Star for Gemini South.jpg
Författare/Upphovsman: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Paredes, Licens: CC BY 4.0
This Image of the Week captures the use of the laser guide star (LGS) on Gemini South, the southern twin of the international Gemini Observatory, a Program of NSF’s NOIRLab, during a night of observations on Cerro Pachón in the Chilean Andes. The LGS creates a constellation of five artificial stars, by causing sodium atoms 90 kilometers up in the atmosphere to glow. By tracking the atmosphere’s effect on these “stars”, the adaptive optics system within Gemini South can correct for distortions caused by turbulence in the atmosphere. These adjustments improve observations so much that a squiggle of light can become a distinct star, galaxy or other astronomical object. While it may seem that this laser must be shockingly powerful, it actually uses only 10–15 watts of energy, about the same as a bedside lamp. A similar LGS system is in use at Gemini North, which you can see in action in this earlier Image of the Week.
GPI-im.jpg
Gemini Science Image posted on Gemini Observatory web page
Mosaic of a sample of disks found in new survey.jpg
Författare/Upphovsman: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/E. Rich (Michigan University), Licens: CC BY 4.0
A survey of 44 young massive stars to investigate planet formation shows dusty, swirling disks— likely to become new solar systems. The images were taken with the Gemini Planet Imager (GPI) instrument on the Gemini South telescope of the International Gemini Observatory, a Program of NSF’s NOIRLab.
Under the Dome (iotw2307a).jpg
Författare/Upphovsman: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Michaud, Licens: CC BY 4.0
Gemini North, one half of the International Gemini Observatory, operated by NSF’s NOIRLab, looks distinctly peculiar in this week’s Image of the Week. Photographs of the telescopes are often taken during the day, and so the telescope domes are closed in a lot of images. Even when the dome is open, only part of the dome is ajar. However, in this image, we see the entire top of the telescope directed at an object in the night sky! The photographer created this curious image by capturing a dozen images of the observatory as the dome turned a full 180 degrees and then stacking the images together. With this photographic trick, it appears the dome has become mysteriously transparent. The odd, brightly lit appearance of Gemini North is juxtaposed with the sprawling brilliance of the Milky Way overhead.