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ⓘ VISTA (telescopio)




VISTA (telescopio)
                                     

ⓘ VISTA (telescopio)

Il telescopio VISTA è un telescopio riflettore con uno specchio del diametro di 4.1 metri, situato presso losservatorio del Paranal in Cile. Viene gestito dallEuropean Southern Observatory e ha iniziato le sue operazioni scientifiche nel dicembre 2009. VISTA è un telescopio per mappatura astronomica che lavora a lunghezze donda infrarosse ed è il più grande telescopio al mondo dedicato alla rilevazione del cielo a lunghezze donda del vicino infrarosso. Il telescopio dispone di un solo strumento chiamato VIRCAM, costituito da unapparecchiatura fotografica pesante tre tonnellate che contiene 16 special rilevatori sensibili alla radiazione infrarossa, per una combinazione totale di 67 milioni di pixel.

Losservazione a lunghezze donda maggiori di quelle visibili allocchio umano permette al VISTA di studiare gli oggetti che possono essere quasi impossibili da vedere in luce visibile perché troppo freddi, oscurati da nubi di polvere o perché la loro luce è stata allungata verso lunghezze donda più rosse dallespansione dello spazio durante il lungo viaggio della luce dalluniverso primordiale.

VISTA fu concepito e sviluppato da un consorzio di università nel Regno Unito guidato dalla Queen Mary, University of London ed è diventato un contributo in natura allESO da parte del Regno Unito nellambito dellaccordo di collaborazione, con la sottoscrizione pagata dallo Science and Technology Facilities Council STFC.

                                     

1. Il progetto

VISTA sta portando avanti la mappatura del cielo australe alle lunghezze donda dellinfrarosso. Tali indagini dovrebbero sia fornire risultati scientifici diretti, sia individuare gli oggetti meritevoli di ulteriori studi con i telescopi più grandi. Ci sono due progetti correlati: il Wide Field Camera WFCAM realizzato con lo United Kingdom Infrared Telescope presso le Hawaii, che svolge osservazioni nellinfrarosso del cielo boreale, e il VLT Survey Telescope in Cile, che svolge osservazioni nel visibile del cielo australe.

Il progetto è stato avviato nel 1999 dal Consorzio VISTA, composto da 18 università nel Regno Unito, che ha ottenuto un finanziamento da un fondo per le infrastrutture del governo del Regno Unito e ulteriori finanziamenti da parte del Particle Physics and Astronomy Research Council. Il costo del progetto è stato stimato in 46 milioni di euro 36 milioni di sterline.

Dopo aver considerato diversi siti in Cile, il consorzio scelse losservatorio del Paranal dello European Southern Observatory ESO, ed in particolare una vetta secondaria allaltitudine di 1500 m vicina al Very Large Telescope VLT. Il consorzio assegnò allo UK Astronomy Technology Centre la responsabilità tecnica per la progettazione e costruzione del telescopio. Due anni più tardi -nel 2002- il Regno Unito ha aderito allESO e il telescopio VISTA ne è diventato un componente, in natura della quota di adesione. Il consorzio ha quindi completato la costruzione e la messa in funzione del telescopio e, poi il Facilities Council della Scienza e della Tecnologia -per conto del Regno Unito- ha consegnato il telescopio allESO.

Uno strumento di seconda generazione chiamato 4MOST uno spettrografo multioggetto alimentato da 2400 fibre ottiche è in via sviluppo per limpiego a partire dallanno 2020.

                                     

2. Indagini VISTA

Gli obiettivi scientifici delle osservazioni condotte con VISTA, iniziate nel 2010, includono molti dei problemi più discussi in astrofisica, che vanno dalla natura dellenergia oscura alla minaccia rappresentati dagli asteroidi near-Earth che orbitano in prossimità della Terra.

Ci sono sei grandi progetti di ricerca pubblici condotti da VISTA: UltraVISTA, VIKING VISTA Kilo-Degree Infrared Galaxy Survey, VMC VISTA Magellanic Survey, VVV VISTA Variables in the Via Lactea, VHS VISTA Hemisphere Survey e VIDEO VISTA Deep Extragalactic Observations Survey. Questi hanno occupato la maggior parte del tempo di osservazione del telescopio nei primi cinque anni di attività. Le indagini coprono diverse aree di cielo a diverse profondità per affrontare una vasta gamma di questioni scientifiche.

                                     

3. Scienza con VISTA

VISTA è un grande telescopio con un grande campo visivo: ciò permette sia di rilevare fonti molto deboli, sia di coprire rapidamente vaste aree di cielo. Ogni immagine di VISTA cattura una sezione di cielo che copre circa dieci volte larea della Luna piena ed è in grado di rilevare e catalogare oggetti sullintero cielo australe con una sensibilità che è quaranta volte superiore di quella ottenuta dal Two Micron All-Sky Survey. Questo miglioramento del potere dosservazione - paragonabile al passaggio della sensibilità dallocchio nudo al primo telescopio di Galileo - ha rivelato un gran numero di nuovi oggetti e permette la creazione di archivi molto più completi di oggetti rari ed esotici nel cielo australe.

Le osservazioni del VISTA sosterranno la ricerca in molti settori astronomici. Ci si aspetta che Vista permetta di trovare molte nuove nane brune nella Via Lattea e di essere in grado di testare le teorie sulla natura della materia oscura. Una ricerca del VISTA è progettata per trovare e studiare un gran numero di stelle variabili nella nostra galassia prendendo immagini delle stesse aree del cielo in tempi diversi. Utilizzando i dati elaborati da VISTA, gli astronomi saranno in grado di mappare la struttura della Via Lattea in modo molto più dettagliato rispetto al passato. Unaltra indagine VISTA studierà le piccole galassie vicine, le Nubi di Magellano e lambiente circostante. I dati del VISTA saranno anche utilizzati per creare una mappa 3D di circa il 5% dellintero universo osservabile. Successivamente, VISTA sarà un potente strumento per la scoperta di quasar remoti e per studiare levoluzione delle galassie e gli ammassi di galassie. Esso contribuirà a sondare la natura dellenergia oscura, trovando ammassi di galassie molto distanti. Le misurazioni allinfrarosso derivanti dalla ricerca astronomica del VVV sono state impiegate per sostenere la scala delle distanze cosmiche, garantendo in particolare laffidabilità delle distanze per gli ammassi stellari le stelle variabili Cefeidi.



                                     

4. Selezioni di immagini del VISTA

La prima immagine ottenuta mostra la Nebulosa Fiamma NGC 2024, una spettacolare nuvola di formazione stellare di gas e polveri nella costellazione di Orione il Cacciatore e dei suoi dintorni. Alla luce visibile il nucleo delloggetto è nascosto dietro dense nubi di polvere, ma limmagine del VISTA, prese a lunghezze donda infrarosse, può penetrare nelloscurità e rivelare lammasso di stelle giovani e calde nascosto allinterno. Lampio campo visivo della telecamera VISTA cattura anche il bagliore di NGC 2023 e la forma spettrale della famosa Nebulosa Testa di Cavallo.

Altre immagini di nebulose includono le riprese del VISTA della nebulosa di Orione e della nebulosa Laguna. Limmagine mostra una visione a grande campo della nebulosa di Orione Messier 42, situata a circa 1350 anni luce dalla Terra. Lenorme campo visivo del telescopio permette di riprendere tutta la nebulosa e dintorni in una singola immagine e la sua visione a raggi infrarossi significa anche che può scrutare in profondità nelle regioni polverose normalmente nascoste e rivelare i primordi delle attivissime giovani stelle lì sepolte. Limmagine della "Laguna Blu" è visibile sotto limmagine Nebulosa Fiamma - si tratta di una immagine a infrarossi presa come parte del sondaggio VVV. Essa mostra la formazione stellare chiamata "nebulosa Laguna" nota anche come Messier 8, che si trova a circa 4000-5000 anni luce di distanza nella costellazione del Sagittario lArciere.

Il VISTA può anche guardare ben oltre la nostra galassia. Nellesempio a sinistra sotto limmagine della nebulosa di Orione il telescopio mostra una fotografia di un ammasso di galassie nella costellazione Fornace la Fornace Chimica. Il grande campo ha permesso di catturare molte galassie in una singola immagine, inclusa la suggestiva spirale barrata NGC 1365 e la grande galassia ellittica NGC 1399. Limmagine è stata costruita da immagini scattate con filtri Z, J e Ks nella parte vicina dello spettro infrarosso e ha catturato molti oggetti del cluster in una singola immagine. In basso a destra è lelegante galassia a spirale barrata NGC 1365 e, a sinistra la grande ellittica NGC 1399, circondata da uno sciame di ammassi globulari deboli. Il campo di estensione dellimmagine è compreso fra circa 1 grado e 1.5 gradi e il tempo di esposizione totale era 25 minuti.

                                     

5.1. Dettagli tecnici Progettazione del telescopio

Lobiettivo di visualizzare ripetutamente vaste aree del cielo ad una risoluzione limitata dal seeing ha portato ad un progetto ottico unico. Lo specchio principale è uno specchio curvo iperboloide con un diametro di 4.1 metri e rapporto focale di circa f/1.Lo specchio ha una forma a lente dello spessore di 17 cm con un foro centrale di 1.2 m per ospitare la fotocamera nel focus di Cassegrain. Fu realizzato in zerodur dalla Schott in Germania e successivamente lucidato e sottoposto a figuring da LZOS, a Mosca. È il più grande specchio di questa forma al mondo e di così breve rapporto focale; la lucidatura è durata 2 anni, più del previsto. Lo specchio è supportato da numerosi attuatori pneumatici 81 sul retro e 24 lungo il bordo, che permettono che la sua forma sia controllata da computer.

Lo specchio secondario è costituito da uno specchio curvo iperboloide del diametro di 1.24 metri. La combinazione dei due specchi iperbolici permette una quasi configurazione ottica Ritchey-Chrétien. I due rapporti focali sono di circa f/3, mentre la qualità di immagine dei singoli specchi sarebbe minore. Lo specchio secondario è montato su un supporto hexapod in modo che la sua posizione e la correzione tip-tilt sono anchesse controllate via computer.

La fotocamera a infrarossi fu costruita da un consorzione composto dal Rutherford Appleton Laboratory, lo UK Astronomy Technology Centre e lUniversità di Durham, e, con un peso di 3 tonnellate, è la più grande del mondo. Il telescopio e la fotocamera costituiscono un unico strumento, come le 3 lenti di correzione del campo nella fotocamera sono essenziali per la proiezione di unimmagine nitida del cielo sui rilevatori.

Per una termocamera ad infrarossi, è anche indispensabile per bloccare la dispersione del calore dal telescopio e la cupola. Questo si ottiene una sequenza di deflettori raffreddati davanti alle lenti campo correttore. Inoltre, lo specchio secondario è sottodimensionato per evitare rivelatori bordo visionato struttura calda al di fuori del bordo del primario; questo significa che il diaframma visto da qualsiasi punto del piano dellimmagine è 3.7 m. Questo disegno richiede vuoto della fotocamera criostato - che raffredda i rivelatori nonché i setti - essere lunghe più di 2 m, con una finestra anteriore 95 cm di diametro. Una ruota filtro di fronte rivelatori permette la selezione di una particolare lunghezza donda infrarossa.

Su una superficie corrispondente a 165 ° di diametro sul cielo, il piano dellimmagine ha 16 array di rilevatori a infrarossi, ogni array con 2048x2048 pixel di 20 micron dimensioni, corrispondenti in media a 0.34 "sul cielo. La focale lunghezza 12.1 m combina con lapertura confuso di 3.7 m per un rapporto focale di 3.26. Gli array sono separati da 90% della loro larghezza in una direzione e di poco meno del 50% la larghezza nella direzione opposta. Una singola esposizione corrisponde quindi a un leopardo "impronta della zampa" sul cielo. Per colmare le lacune e ottenere unimmagine convenzionale almeno sei spostato impronte devono essere combinati in una "mattonella", che poi è di 1.5 ° per 1.0 °. Il piano immagine della fotocamera ha anche dei rilevatori usati per controllare la forma dello specchio primario e la posizione e punta/inclinazione dello specchio secondario ottica attiva. Questo compensa la flessione e garantisce unimmagine mirata a tutte le altitudini.

La collina dove si trova VISTA è stata appiattita per erigere ledificio di recinzione e un edificio ausiliario. Ledificio ausiliario comprende attrezzature per il lavaggio, nastri, e il cappotto dello specchio primario. Il rivestimento può essere in alluminio, o normalmente in argento protetta per migliorare le prestazioni infrarossi. La base fissa del contenitore supporta la cupola rotante in acciaio. Due porte scorrevoli formano la fessura cupola. Altri pannelli cupola possono essere aperti per aumentare la ventilazione, e uno scudo di vento possono essere implementate per chiudere parti della fessura. Durante il giorno, la cupola è mantenuta a temperatura notturna.

                                     

5.2. Dettagli tecnici Funzionamento e flusso di dati

Al termine, il telescopio è stato consegnato in gestione allESO, che ha selezionato sei indagini pubbliche per VISTA, occupando il 75% del tempo di osservazione disponibile. Le indagini private, che occupano il tempo rimanente, sono proposte allESO, che le valuta le approva, provvedendo altresì alla loro programmazione. Le osservazioni vengono effettuate da operatori situati a distanza nel vicino osservatorio del Paranal, nelledificio di controllo del VLT.

La combinazione del grande complesso rivelatore le corti e frequenti esposizioni necessarie alle lunghezze donda infrarosse produce un elevato volume di dati circa 200-300 GB per notte. Unosservazione veloce presso lOsservatorio del Paranal viene quotidianamente realizzata per il controllo di qualità, ma il flusso di dati principali è costituito dal trasferimento di dati grezzi alla sede centrale dellESO a Garching bei Munich, in Germania, per la registrazione nellarchivio dati. Gli utenti possono estrarre le impronte vedi sopra e passarli attraverso una rete di calibrazione per rimuovere gli artefatti strumentali e calibrare lastrometria e la fotometria. I dati darchivio vengono infine copiati nel sistema di flusso dei dati VISTA nel Regno Unito, dove le impronte vengono combinate in "piastrelle" vedi sopra e dove vengono realizzati i cataloghi di origine.



                                     

6. Ricerca e risultati scientifici

La campagna di osservazione Vision Vienna Survey in Orion dedicata allo studio della nube molecolare di Orione ha consentito di mappare accuratamente la regione di Orione A, una delle due nebulose giganti del complesso di Orione, consentendo la creazione di un catalogo di circa 800mila stelle.

Uno studio pubblicato a maggio 2017 concernente la piccola Nube di Magellano SMC, Small Magellanic Cloud, finalizzato a produrre una mappa della formazione stellare della piccola galassia e mapparne la struttura tridimensionale, ha evidenziato la più giovane età della maggior parte delle sue stelle rispetto a quella delle vicine galassie più grandi. Lo studio in infrarosso della SMC e più in generale delle galassie consente di ovviare al processo di estinzione che le enormi nubi di polvere causano assorbendo la luce visibile.

                                     
  • Il Large Binocular Telescope abbreviato in LBT, in italiano Grande Telescopio Binoculare è un telescopio a doppia pupilla a montatura altazimutale
  • costretto a manovrare continuamente il telescopio su entrambi i movimenti per mantenere l oggetto nel campo di vista Inoltre, usando questa montatura il
  • la configurazione ottica del telescopio riflettore, la Ritchey - Chrétien e configurazioni catadiottriche come il telescopio Schmidt. Le principali caratteristiche
  • spirale barrata nella costellazione dei Cani da Caccia. È vista perfettamente di taglio un telescopio di piccole dimensioni già la individua come un lungo
  • facilitare il puntamento di altri telescopi XRT X - ray Telescope letteralmente Telescopio a raggi X utilizza un telescopio Wolter di tipo I ed è abbinato
  • infrarosso. Il satellite che ospita il telescopio compie il suo giro intorno alla Terra in un orbita polare. Il telescopio infrarosso con cui è equipaggiato
  • seconda del suo campo specifico di studi. Dal punto di vista dell apparato strumentale, il telescopio ottico ha accompagnato dai tempi di Galileo il lavoro
  • l angolo di separazione tra le due stelle inferiore alla risoluzione del telescopio definita come l angolo minimo che ci deve essere tra due sorgenti affinché
  • utilizzati sono: telescopio galileiano telescopio kepleriano telescopio ad occhio d ape sistemi ipercorrettivi per lettura Il telescopio galileiano è un
  • utilizzando telescopi riflettori con lo specchio secondario sottodimensionato riducendo però le dimensioni della pupilla d uscita e il campo di vista evitando
  • dell osservatorio Telescopio ESO 3.6 m New Technology Telescope da 3, 58 m Telescopio MPG ESO da 2, 2 m Telescopio danese da 1, 54 m Cupola del telescopio da 1, 52

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