za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

3.6-метровый телескоп CHFT – один из крупнейших обзорных телескопов северного полушария



   В одной из прошлых заметок шла речь о том, как архивные снимки 3.6-метрового Канадско-гавайско-французского телескопа (CHFT) помогли обнаружить изображения очень тусклой кометы сразу за 4 года до её официального открытия с помощью другого гавайского телескопа PS1. На снимках предоткрытия комета обладает видимой яркостью лишь в u=23.09±0.17 звездных величин. Кроме того можно вспомнить предоткрытие второго известного седноида 2012 VP113, который был обнаружен на снимках телескопа CHFT сделанных за год до официального открытия (его видимая яркость чуть больше 23 звездной величины).
   Тем самым очевидно, что снимки этого телескопа становятся полезным ресурсом для предоткрытия тусклых ТНО, которые не видны даже на снимках телескопа PS1 (типичная чувствительность его снимков около 22.5 звездных величин).



Обзор крупнейших астрономических камер от 2010 года (сроки по многим проектам сейчас сильно сдвинуты вправо). Источник

   Такие полезные возможности у сравнительно старого телескопа (начал работу в 1979 году) появились после установки в 2003 году крупнейшей на тот момент камеры MegaCam, представляющей собой мозаику из 40 ПЗС-матриц, содержащую в общей сложности 378 мегапикселей. До этого там с 1999 года работала камера с полем зрения в 0.3 угловых градусов, в то же время площадь снимков камеры MegaCam составляет один квадратный градус. Целое десятилетие эта камера оставалась уникальной для северных обсерваторий, пока в последние годы на похожем 3.5-метровом телескопе WIYN в Китт Пик (Аризона) не начала работать камера ODI (One Degree Imager) с миллиардом пикселей, а на 8-метровом телескопе Субару не появилась 870 мегапиксельная камера Hyper Suprime-Cam с полем зрения в 1.5 квадратных градусов. В последнем случае была заменена 80 мегапикельная камера Suprime-Cam с полем зрения в 0.2 квадратных градусов.



  Сравнение возможностей камеры MegaCam c Хабблом. Камера IMAKA планировалась, как замена MegaCam (сейчас эта разработка свернута). Источник

    В одной из прошлых заметок были приведены примеры крупных глубоких обзоров неба (больше 21 звездной величины) с помощью телескопов HST, Бланко (камера DECam ), Субару, LSST, WFIRST,  Эвклид, PS1, SDSS, VST, VISTA, Bok, Mayall. В этой заметке остановимся на подобных обзорах телескопа CHFT.


   В другом обзоре была приведена информация о нескольких обзорах телескопа CHFT (c площадью покрытия больше 10 квадратных градусов), которые привели к открытию новых объектов за орбитой Нептуна. Можно кратко перечислить их:

      1)      1999-2000 годы. Обзор покрывший 73 квадратных градусов неба вблизи эклиптики (эклиптические широты от 0 до 20 градусов) до 23.7 звездной величины. В ходе него открыты 86 ТНО и Кентавров.

  2)       2003-2009 годы. Обзор CFEPS (Canada-France Ecliptic Plane Survey) состоящий из двух частей:

  Эклиптическая часть. В ходе неё в 2003-2007 годах было покрыто 321 квадратных градусов неба вблизи эклиптики до 24 звездной величины. Открыты 169 ТНО и Кентавров.

  Высокоширотная часть. В ходе неё в 2006-2009годах было покрыто 701 квадратных градусов неба в высоких эклиптических широтах (от 12 до 85 градусов) до 23.5-24.5 звездных величин. Открыты 24 ТНО и Кентавров.




3)      2009-2013 годы. Обзор Next Generation Virgo Cluster Survey, покрывший 104 квадратных градусов неба в области скопления галактик созвездия Девы до 26 звездной величины. Наблюдательные затраты составили 226 часов. Открыты 91 ТНО и Кентавров.

4)      2011-2012 годы. Обзор, покрывший 32 квадратных градусов вблизи эклиптики до 24.6 звездной величины. Открыты 77 ТНО и Кентавров.



Синяя линия на схеме выше – эклиптика. Красные кресты - это обнаруженные объекты Солнечной Системы.

5)      2013-2017 годы. Обзор OSSOS (Outer Solar System Origins Survey), покрывший 170 квадратных градусов вблизи эклиптики до 24.5 звездной величины. Открыты 836 ТНО. Обзор увеличил в 1.5 раза число ТНО с хорошо определенной орбитой. Общие наблюдательные затраты на проект составили 560 часов.



   Одним из главных результатов обзора стало опровержение кластеризации ТНО с экстремально далекими орбитами:



  Впрочем, отсутствие подтверждения кластеризации можно объяснять близостью перицентров орбит “неправильных“ ТНО к орбите Нептуна.

  Вышеприведенный обзор CFEPS (Canada-France Ecliptic Plane Survey) является наиболее крупным (по площади покрытия неба) обзором программы CFHTLS (Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey), который осуществлялся с середины 2003 года по начало 2009 года. Общие наблюдательные затраты на эту программу составили 2300 часов или 450 ночей. Кроме CFEPS программа CFHTLS включала в себя ещё два обзора:

1)SNLS (SuperNovae Legacy Survey) c целью поиска далеких сверхновых на четырех площадках неба. Обзор продолжительностью 330 часов открыл около 500 сверхновых, а также смог достичь чувствительности в 28 звездных величин (в фильтре r). Пример наблюдения более 150 сверхновых этим обзором за первые месяцы его работы:






 Результаты обзора по сравнению с другими обзорами, которые занимались поисками сверхновых для уточнения функции скорости расширения Вселенной (изучение темной энергии).


2)      Широкий синоптический обзор или CFHTLenS (CFHT Lensing Survey). Его целью стало покрытие 155 квадратных градусов неба до 24.5 звездной величины (в фильтре i) для изучения линзирования у далеких галактик.

    Ещё одним большим обзором телескопа CFHT стал обзор PandAS (Pan-Andromeda Archaeological Survey) покрывший 300 квадратных градусов неба в окрестностях галактик М31 и М33 в 2008-2010 годах:



Покрытие обзора (зеленые квадраты), который был осуществлен в 2008-2010 годах. Источник

   К 2011 году покрытие обзора увеличилось до 400 квадратных градусов:



    Чувствительность обзора составила 24.5 звездных величин в фильтре i и 25.5 звездных величин в фильтре g. Общие наблюдательные затраты на обзор равны 226 часам.

    Другой большой (300 часов в 2013-2016 годах) обзор телескопа CFHT также касается изучения близких галактик. В ходе проекта MATLAS (Mass Assembly of early-Type GaLAxies with their fine  Structures) проведено фотографирование 260 близких галактик до почти 29 звездной величины (в фильтре g).



    C 2015 года телескоп CFHT перешел от сравнительно небольших обзоров площадью в несколько сотен квадратных градусов к очень крупным обзорам, покрывающим многие тысячи квадратных градусов. В ходе обзора CFHT-Luau (The CFHT Legacy for the u-band all-sky universe) в 2015-2016 годах за 350 часов первоначально было отснято 4 тысячи квадратных градусов неба в фильтре u с чувствительностью 24.2 звездных величин (SNR= 5). В ходе реализации обзора планируется затрачивать на фотографирование одного поля по 6 минут.



    На схеме выше темно синим цветом показано покрытие обзора SDSS, сплошным красным цветом первоначальное покрытие обзора CFHT-Luau (4 тысячи квадратных градусов). Области, которые заштрихованы красными линиями, показывают полное покрытие  обзора CFHT-Luau. Области, которые заштрихованы светло синими линиями, показывают полное покрытие будущего обзора LSST.

    В настоящее время телескоп CFHT осуществляет ещё более крупный фотографический обзор CFIS (Canada-France Imaging Survey). Новый обзор, который будет проводиться между 1 февралем 2017 года и 31 январем 2018 года (в общей сложности 271 наблюдательных ночей) будет состоять из двух частей:

1) CFIS-r (Wide + Image Quality + Deep): фотографирование в течение 154 ночей 5000 квадратных градусов неба до r=24.1 (SNR=10).

2) CFIS-u (continuation of the Legacy for the U-band All-sky Universe - Luau - program):  фотографирование в течение 117 ночей 10000 квадратных градусов неба до u=23.6 (SNR=10).

    К 25 февралю 2017 года обзор Luau покрыл 2909 квадратных градусов неба:



    К этому времени получено 10827 снимков для обзора Luau, и затрачено более 64 наблюдательных ночей CFHT. Сплошным черным цветом на схеме выше показано текущее покрытие обзора Luau, а светло синим цветом планируемое покрытие к 2020 году. В целом же этот обзор примерно на 3 звездных величин глубже обзора SDSS:



   Без сомнения новый очень большой обзор CFIS (Canada-France Imaging Survey) станет эффективным инструментом для предоткрытия и уточнения орбит объектов Солнечной Системы, в том числе и за орбитой Нептуна. Так в программе недавней конференции CFIS Collaboration Meeting 2017 встречается доклад “Searching the distant Solar System with CFIS [Michele Bannister] “.

    Для более эффективного поиска объектов Солнечной Системы на снимках камеры MegaCam был создан специальный ресурс SSOS (Solar System Object Search). Так уже к 2012 году камера MegaCam получила снимки 6 тысяч квадратных градусов неба. После добавления к 2011 году снимков телескопов  CFHT (MegaCam и WIRCam), Gemini (GMOS) и HST (WFPC, ACS и WFC3) общее количество снимков в этой базе данных составило 1.6 миллионов.



  Покрытие неба снимками из базы данных SSOS к 2011 году. Области, которые полностью закрашены черным цветом показывают участки неба, где в базе данных есть более 40 снимков за разные даты. Источник

   К 2012 году были добавлены снимки телескопов SDSS и Subaru (SuprimeCam) и общее число снимков в базе данных возросло до 6.5 миллионов.



  Покрытие неба снимками из базы данных SSOS к 2012 году. Области, которые полностью закрашены черным цветом показывают участки неба, где в базе данных есть более 40 снимков за разные даты. Источник


   Несмотря на почти уникальные возможности телескопа CFHT в области глубоких обзоров северного неба существуют планы закрытия телескопа к середине следующего десятилетия. Планируется, что вместо телескопа будет установлен 11-метровый телескоп MSE (Maunakea Spectroscopic Explorer), который будет предназначен только для целей спектроскопии.



    В этом судьба телескопа CFHT сильно похоже на судьбу другого обзорного телескопа – 2.5-метрового SDSS в обсерватории Apache Point (Нью Мексика). Как известно на телескопе SDSS c 1997 по 2009 годы работала 120-мегапиксельная камера с полем зрения в 1.5 квадратных градусов. В общей сложности эта камера получила снимки суммарной площадью 35 тысяч квадратных градусов, которые покрыли 14055 квадратных градусов неба примерно до 22.5 звездной величины:



   Объединение нескольких миллионов снимков SDSS (размер каждого 2.5 мегабайта) позволило получить самое большое изображение, состоящее из более чем триллиона пикселей:



    Быстрое списание CFHT (почти ровесника российского 6-метрового БТА) связано с жесткими ограничениями количества телескопов на вершине горы Маун Кеа из-за протестов местных жителей. Для сравнения можно привести пример другого старого обзорного телескопа: 2.2-метрового телескопа имени Бока в обсерватории Китт Пик:



Первый свет на телескопе имени Бока получен 23 июня 1969 года

   Как говорилось в другой заметке в 2016-2018 годах на этом частном телескопе осуществляется большой обзор BASS пяти тысяч квадратных градусов неба до 24 звездной величины.

   Частое использование сравнительного небольшого и старого телескопа связано с установкой на него в 2003 году ПЗС-камеры 90prime с полем зрения в один квадратный градус. До обзора BASS эта камера в 2006-2008 года использовалась для фотографирования 1098 квадратных градусов неба до 22.0 звездной величины (в фильтре r) в области обзора SDSS с целью измерения собственного движения тусклых звезд.



Области, закрашенные темно серым цветом - это обзор телескоп имени  Бока.

Также телескоп имени Бока в 2009-2012 годах осуществил (https://arxiv.org/pdf/1509.02647.pdf) обзор SCUSS (South Galactic Cap u-band Sky Survey) по фотографированию 5 тысяч квадратных градусов неба до 23.2 звездной величины в фильтре u (на уровне 5 сигм).



Покрытие обзора SCUSS. Источник



Покрытие обзора SCUSS на фоне обзора SDSS. Источник

   Основная цель обзора SCUSS – это фотографирование северной части южной полярной области для калибровки китайского спектрографа LAMOST. Осуществляемый в настоящее время обзор BASS на том же телескопе наоборот заключается  в фотографирование северного галактического полюса.



Tags: ТНО, обзоры, телескоп CFHT
Subscribe
promo za_neptunie july 10, 2014 20:36 8
Buy for 30 tokens
Число постов в блоге перевалило за сотню, поэтому я решил систематизировать их по различным тематиками. Это поможет мне и моим читателям быстрее находить в блоге интересную информацию. Последнее обновление от 4 августа 2014 года Венера Новая книга о Венере Венера-Экспресс готовится к…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments