مصفوفة الكيلومتر المربع الأسترالية
يُعدّ تلسكوب ASKAP الراديوي مصفوفة تلسكوبات راديوية تقع في مرصد مورشيسون لعلم الفلك الراديوي التابع لمنظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) في منطقة الغرب الأوسط من غرب أستراليا . بدأ تشييده عام 2009 واكتمل عام 2019، بالتزامن مع بدء مشاريع المسح العلمي الرئيسية. ومن المتوقع إنجاز هذه المشاريع بحلول عام 2030.
بدأ هذا المرفق كنموذج تجريبي تقني لمشروع مصفوفة الكيلومتر المربع (SKA) الدولي، وهو تلسكوب راديوي مخطط له دوليًا، وسيكون أكبر حجمًا وأكثر حساسية. [ 1 ] وقد تم اختيار موقع ASKAP كأحد الموقعين المركزيين لمشروع SKA. [ 2 ]
تُشغّله منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) ويُشكّل جزءًا من المرفق الوطني للتلسكوب الأسترالي . [ 3 ] بدأ البناء في أواخر عام 2009، وكان أول ضوء له في أكتوبر 2012. [ 4 ] [ 5 ]
يتألف نظام ASKAP من 36 هوائيًا مكافئًا متطابقًا ، قطر كل منها 12 مترًا (39 قدمًا) ، تعمل معًا كجهاز تداخل فلكي واحد بمساحة تجميع إجمالية تبلغ حوالي 4000 متر مربع (43000 قدم مربع ) . كل هوائي مزود بمُغذٍّ مصفوفة طورية (PAF)، مما يزيد بشكل ملحوظ من مجال الرؤية . يوفر هذا التصميم سرعة مسح عالية وحساسية فائقة.
تصنف ASKAP المشاريع إلى ثلاث فئات:
- مشاريع المسح العلمي، التي صُمم التلسكوب من أجلها في المقام الأول. وتشغل هذه المشاريع ما لا يقل عن 75% من وقت الرصد.
- مشاريع المرصد هي مشاريع يديرها المرصد لصالح المجتمع العلمي الأوسع. وتُتاح جميع البيانات المستقاة من هذه المشاريع للجمهور دون أي فترة احتكار.
- مشاريع العلوم الضيفية، التي يقترحها المستخدمون من خلال عملية اقتراح المرافق الوطنية لتلسكوب أستراليا العادية
وصف
قاد قسم الفضاء والفلك في منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) عملية تطوير وبناء جهاز ASKAP، بالتعاون مع علماء ومهندسين في هولندا وكندا والولايات المتحدة، بالإضافة إلى زملاء من جامعات أسترالية وشركاء صناعيين في الصين. [ 4 ]
تصميم
تم الانتهاء من بناء وتجميع الأطباق في يونيو 2012. [ 6 ]
صُمم تلسكوب ASKAP ليكون تلسكوبًا شاملاً ذو مجال رؤية واسع ، ونطاق طيفي كبير ، وسرعة مسح عالية، وعدد كبير من خطوط الأساس المتزامنة . [ 7 ] كان التحدي التقني الأكبر هو تصميم وبناء مغذيات المصفوفة الطورية ، والتي لم تُستخدم من قبل في علم الفلك الراديوي، وبالتالي طرحت العديد من التحديات التقنية الجديدة، بالإضافة إلى أكبر معدل بيانات تم مواجهته حتى الآن في تلسكوب راديوي.
يقع مرصد ASKAP في منطقة مورتشيسون في غرب أستراليا، وهي منطقة تتميز بهدوئها اللاسلكي الشديد نظرًا لانخفاض الكثافة السكانية فيها، مما يؤدي إلى انعدام التداخل اللاسلكي (الناتج عن النشاط البشري) الذي قد يؤثر على الإشارات الفلكية الضعيفة . [ 8 ] ويُعتبر هذا الموقع الهادئ لاسلكيًا موردًا طبيعيًا محميًا من قبل حكومة الكومنولث الأسترالية وحكومة ولاية غرب أستراليا من خلال مجموعة من التدابير التنظيمية.
تُرسل البيانات من مرصد ASKAP إلى حاسوب فائق (يعمل كمُرابط راديوي ) في مركز باوسي لأبحاث الحوسبة الفائقة في بيرث . [ 9 ] تُعالج البيانات في وقت شبه فوري بواسطة معالج خطي يعمل ببرنامج مُصمم خصيصًا لهذا الغرض. [ 10 ] تُتاح جميع البيانات للعموم بعد فحوصات الجودة التي تُجريها فرق العلوم العشرة التابعة لمشروع ASKAP.
مشاريع العلوم المسحية

خلال التشغيل الكامل لـ ASKAP، يتم استخدام ما لا يقل عن 75٪ من وقت الرصد الخاص به لمشاريع علوم المسح الكبيرة [ 11 ] يهدف ASKAP إلى دراسة المواضيع التالية: [ 12 ]
- تكوين المجرات وتطور الغاز في الكون القريب من خلال مسوحات الهيدروجين المتعادل خارج المجرة
- تطور المجرات وتكوينها وانتشارها عبر الزمن الكوني من خلال مسوحات طيفية متصلة عالية الدقة
- توصيف سماء الظواهر الراديوية العابرة من خلال الكشف عن المصادر العابرة والمتغيرة ومراقبتها (بما في ذلك تقنية VLBI ) ، و
- تطور المجالات المغناطيسية في المجرات عبر الزمن الكوني من خلال مسوحات الاستقطاب.
تم اختيار ثمانية مشاريع علمية من مشروع ASKAP (كانت عشرة في البداية) لتكون محور التركيز الرئيسي للمراقبة، وتشغل هذه المشاريع ما لا يقل عن 75% من وقت المراقبة. [ 13 ] وهي:
الأولوية القصوى
أولوية أقل
- كرافت: مسح ASKAP للعابرين السريعين في الوقت الحقيقي
- دينغو: تحقيقات معمقة في أصول الغاز المحايد [ 18 ]
- فلاش: أول مسح امتصاص كبير في هاواي [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
- GASKAP: مسح الخطوط الطيفية لمجرة ASKAP [ 22 ]
- بوسوم: مسح استقطاب السماء لمغناطيسية الكون [ 23 ]
- VAST: مسح ASKAP للمتغيرات والظواهر العابرة البطيئة [ 24 ]
مشاريع المرصد
المسح السريع المتواصل لـ ASKAP (RACS)
ابتداءً من عام ٢٠١٩، أجرى مشروع ASKAP مسحًا سريعًا للسماء بأكملها حتى خط عرض +٤٠°، لتوفير نموذج سطحي للسماء الراديوية يُساعد في معايرة مسوحات ASKAP العميقة اللاحقة، فضلًا عن كونه موردًا قيّمًا لعلماء الفلك. وبحساسية جذر متوسط تربيعي نموذجية تتراوح بين ٠.٢ و٠.٤ ملي جانسكي/شعاع، ودقة مكانية نموذجية تتراوح بين ١٥ و٢٥ ثانية قوسية، يُعدّ مسح RACS أعمق وأعلى دقةً من المسوحات الراديوية المماثلة مثل NVSS و SUMMS ، ولكنه أقل عمقًا من مسح EMU الذي سيستغرق وقتًا أطول لإكماله. جميع البيانات الناتجة، بما في ذلك الصور والفهارس وقيم الرؤية المُعايرة، متاحة للعموم.
رسم المسح في البداية خريطة لثلاثة ملايين مجرة في 300 ساعة، مليون منها جديدة. [ 25 ] [ 26 ]
يتكون مشروع RACS من ثلاثة مشاريع فرعية:
مسح الكون ذو الدقة الزمنية المنخفضة (LOTRUN)
مشروع LOTRUN [ 29 ] هو مشروعٌ بقيادة مرصدٍ فلكي، يستخدم مرفق ASKAP CRACO [ 30 ] عالي الدقة الزمنية للبحث عن مصادر راديوية متغيرة مع الزمن. سيستكشف المشروع سماء مجرتنا الراديوية على نطاقات زمنية دون الثانية. وباعتباره مشروعًا بقيادة مرصدٍ فلكي، ستُتاح جميع البيانات للعموم فور معالجتها والتحقق من صحتها. كما يستكشف مشروعا CRAFT وVAST العلميان سماء الراديو المتغيرة مع الزمن، ولكن على نطاق زمني مختلف، مما يجعل LOTRUN يشغل جزءًا غير مُستهدف سابقًا من فضاء المعلمات. يهدف LOTRUN إلى رصد مساراتٍ متعددة بشكل متكرر باتجاه المستوى الداخلي للمجرة، مع تخصيص عدة ساعات لكل مسار. سيوفر هذا مسحًا غير متحيز لدراساتٍ مثل عمليات البحث عن الظواهر العابرة طويلة الأمد .
مراحل الإنشاء والتشغيل
بناء
بدأ بناء مشروع ASKAP في عام 2009.
مصفوفة اختبار هندسة بولاردي
بعد اكتمال ستة هوائيات وتجهيزها بمغذيات المصفوفة الطورية والإلكترونيات الخلفية، أُطلق على المصفوفة اسم مصفوفة بولاردي الهندسية التجريبية (BETA). [ 31 ] عملت BETA من مارس 2014 إلى فبراير 2016. وكانت أول تلسكوب راديوي يستخدم تقنية تغذية المصفوفة الطورية، مما مكّن من تكوين ما يصل إلى تسعة حزم ضوئية ثنائية الاستقطاب. أُجريت سلسلة من الرصدات الفلكية باستخدام BETA لاختبار تشغيل مغذيات المصفوفة الطورية، وللمساعدة في تشغيل تلسكوب ASKAP النهائي.
تحسين التصميم
أثبتت النماذج الأولية لمغذيات المصفوفة الطورية (PAF) نجاح الفكرة، لكن أداءها لم يكن مثاليًا. في الفترة 2013-2014، أثناء تشغيل مصفوفة بيتا، أُعيد تصميم أجزاء كبيرة من نظام ASKAP لتحسين الأداء في عملية تُعرف باسم تحسين تصميم ASKAP (ADE). وكانت التغييرات الرئيسية كالتالي:
- تحسين تصميم جهاز الاستقبال لتوفير درجة حرارة نظام منخفضة تكون ثابتة تقريبًا عبر نطاق تردد أجهزة الاستقبال
- استبدل رقائق FPGA في المعالج الرقمي برقائق أسرع ذات استهلاك أقل للطاقة
- استبدل نظام التبريد المائي في وحدة التحكم في درجة الحرارة بنظام تثبيت درجة الحرارة بتقنية بلتييه الأكثر موثوقية
- استبدل نقل الإشارة المحوري بين الهوائيات والموقع المركزي بنظام يتم فيه تعديل إشارات الترددات الراديوية مباشرة على الإشارات الضوئية ليتم نقلها عبر الألياف الضوئية.
- استبدل نظام تحويل إشارات الترددات الراديوية المعقد بنظام أخذ عينات مباشر
رغم أن إدارة الاتصالات المتقدمة (ADE) أخرت إنجاز مشروع ASKAP، إلا أن هذا التأخير كان مبرراً نظراً لتحسن أداء النظام الناتج، وانخفاض تكلفته، وزيادة موثوقيته. تم تركيب أول وحدة PAF تابعة لإدارة الاتصالات المتقدمة في أغسطس 2014. وبحلول أبريل 2016، تم تركيب تسع وحدات PAF، بالإضافة إلى جهاز الربط الجديد التابع لإدارة الاتصالات المتقدمة، واستمر تركيب المزيد من وحدات PAF تدريجياً على الهوائيات المتبقية خلال السنوات القليلة التالية.
العلوم المبكرة
في الفترة من عام 2015 إلى عام 2019، أُجريت سلسلة من مشاريع ASKAP العلمية المبكرة [ 32 ] نيابةً عن المجتمع الفلكي، شملت جميع مجالات الفيزياء الفلكية، وكان الهدف الرئيسي منها إظهار قدرات ASKAP، وتوفير البيانات للمجتمع الفلكي لتسهيل تطوير التقنيات، وتقييم أداء النظام وخصائصه. وقد أسفر البرنامج العلمي المبكر عن نشر العديد من الأوراق العلمية في مجلات علمية محكمة، بالإضافة إلى المساعدة في تشغيل الجهاز، وتوجيه تخطيط مشاريع المسح الرئيسية.
استطلاعات تجريبية
دُعي كل مشروع من مشاريع المسح العلمي العشرة لتقديم مقترح لإجراء مسح تجريبي لاختبار استراتيجيات الرصد. وقد أُجريت عمليات الرصد التجريبية هذه في الفترة 2019-2020، وأسفرت عن نتائج فيزيائية فلكية مهمة، بما في ذلك اكتشاف الدوائر الراديوية الغريبة .
عمليات المسح الكاملة
بدأت مشاريع المسح العلمي العشرة عمليات الرصد في عام 2020، ومن المتوقع أن تكتمل بحلول عام 2030.
الاكتشافات
في مايو 2020، أعلن علماء الفلك عن قياس للوسط بين المجرات باستخدام ستة انفجارات راديوية سريعة رُصدت بواسطة مرصد ASKAP؛ وتؤكد نتائجهم القياسات الحالية لمشكلة الباريونات المفقودة . [ 33 ] [ 34 ]
في عام 2021، وخلال المسح التجريبي لـ ASKAP EMU ، تم اكتشاف فئة جديدة من الأجسام الفلكية تسمى الدوائر الراديوية الفردية (ORCs) في ASKAP. [ 35 ] [ 36 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "صحيفة حقائق SKA للصحفيين" (ملف PDF) . مكتب تطوير مشروع SKA (SPDO) . Skatelescope.org . تاريخ الاطلاع: 13 أبريل 2011 .
- ↑ "تقرير فريق عمل خيارات مواقع تلسكوب SKA" (ملف PDF) . منظمة SKA . Skatelescope.org. 14 يونيو 2012.
- ↑ "المرفق الوطني للتلسكوب الأسترالي" . منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011 .
- 1 2 "حقائق سريعة عن ASKAP" (ملف PDF) . CSIRO . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011 .
- ↑ فينغاس، جون (5 أكتوبر 2012). "مرصد أستراليا سكوير كيلومتر أراي باثفايندر يبدأ العمل كأسرع تلسكوب راديوي في العالم" . إنجادجيت . تم الاطلاع عليه في 7 أكتوبر 2012 .
- ↑ "أخبار ASKAP" . Atnf.csiro.au. 18 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2013 .
- ↑ "مرصد مورشيسون لعلم الفلك الراديوي" . منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011 .
- ↑ ريدفيرن، مارتن (31 مارس 2011). "أكبر تلسكوب راديوي في العالم، مصفوفة الكيلومتر المربع" . بي بي سي نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011 .
- ↑ "مركز باوسي" . iVEC. 14 يونيو 2012. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2013.
- ↑ "تحديثات علوم ASKAP، المجلد 5" (ملف PDF) . CSIRO . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011 .
- ↑ CSIRO (8 أكتوبر 2020). "مشاريع علوم المسح ASKAP" .
- ↑ "اسأل العلوم" . منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2010 .
- ↑ «منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) تحدد المسار العلمي لتلسكوب جديد» . CSIRO. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 مارس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011 .
- ↑ "EMU: خريطة تطورية للكون" . Atnf.csiro.au. 7 نوفمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2013 .
- ↑ نوريس، راي (2011). "EMU: الخريطة التطورية للكون". منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 28 (3): 215-248 . arXiv : 1106.3219 . Bibcode : 2011PASA...28..215N . doi : 10.1071/AS11021 . S2CID 2289252 .
- ↑ "WALLABY – مسح ASKAP HI الشامل للسماء" . Atnf.csiro.au . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2013 .
- ↑ كوريبالسكي، باربل (2020). "WALLABY - مسح SKA Pathfinder HI". الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء . 365 (7) 118. arXiv : 2002.07311 . Bibcode : 2020Ap & SS.365..118K . doi : 10.1007/s10509-020-03831-4 . hdl : 10566/5844 . S2CID 211146706 .
- ↑ "دينغو" . Internal.physics.uwa.edu.au. مؤرشف من الأصل في 7 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2013 .
- ↑ «معهد سيدني لعلم الفلك - جامعة سيدني» . Physics.usyd.edu.au. ١٥ سبتمبر ٢٠١١. مؤرشف من الأصل في ٢١ أبريل ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه في ١٨ يناير ٢٠١٣ .
- ↑ "الصفحة الرئيسية" . ASKAP FLASH . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أبريل 2026 .
- ↑ روستر، دبليو؛ سادلر، إي إم؛ ماهوني، إي كيه؛ سالفاتو، إم؛ يون، إتش؛ كلوج، إم؛ شيرلي، آر؛ كيريسون، إي؛ بوخنر، جيه؛ إيغو، زد؛ ديفيز، آر؛ أليسون، جيه آر؛ شابالا، إس إس؛ موس، في إيه؛ ستارك، إتش. (2026). "مسح ASKAP-FLASH: نظرة أولية على خصائص الأطوال الموجية المتعددة وتوزيع الانزياح الأحمر لمصادر الراديو المدمجة". arXiv : 2603.26878 [ astro-ph.GA ].
- ↑ "GASKAP" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2013 .
- ↑ "اسأل أبوسوم - الصفحة الرئيسية" . Physics.usyd.edu.au. 24 أغسطس 2012. مؤرشف من الأصل في 12 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2013 .
- ↑ "VAST: المتغيرات والظواهر العابرة البطيئة: الصفحة الرئيسية - تصفح الصفحة الرئيسية" . Physics.usyd.edu.au . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2013 .
- 1 2 "علماء أستراليون يرسمون خرائط لملايين المجرات باستخدام تلسكوب جديد" . بي بي سي نيوز . 30 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 1 ديسمبر 2020 .
- 1 2 ماكونيل، د.؛ وآخرون (2020). "المسح الطيفي السريع ASKAP I: التصميم والنتائج الأولية" . منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 37 e048: E048. arXiv : 2012.00747 . Bibcode : 2020PASA...37...48M . doi : 10.1017/pasa.2020.41 .
- ↑ دوشين، إس دبليو؛ غروندي، جيه إيه؛ هيلد، جورج إتش؛ لينس، إميل؛ ليونغ، جيمس كيه؛ ماكونيل، ديفيد؛ مورفي، تارا؛ بريتشارد، جوشوا؛ روز، كوفي؛ طومسون، أليك جيه إم؛ وانغ، يوانمينغ؛ وانغ، زيتنغ؛ وايتينغ، ماثيو تي. (2024). "المسح الطيفي المتصل السريع ASKAP الخامس: فهرسة السماء عند 1367.5 ميجاهرتز والإصدار الثاني من بيانات RACS-mid" . منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 41 e003. arXiv : 2311.12369 . Bibcode : 2024PASA...41....3D . doi : 10.1017/pasa.2023.60 . ISSN 1323-3580 .
- ^ دوتشيسن، جنوب غرب؛ روس، ك.؛ طومسون، AJM. لينك، إي. ميرفي، تارا؛ جالفين، تي جيه؛ هوتان، AW. موس، V.؛ وايتنج، ماثيو ت. (2025). "المسح المستمر السريع لـ ASKAP (RACS) VI: صور وكتالوج RACS بارتفاع 1655.5 ميجاهرتز" . منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 42 e038. أرخايف : 2501.04978 . بيب كود : 2025PASA...42...38D . دوى : 10.1017/pasa.2025.2 . ردمك 1323-3580 .
- ↑ "LOTRUN" . المرفق الوطني لتلسكوب أستراليا . 27 يونيو 2025. تم الاطلاع عليه في 9 أبريل 2026 .
- ↑ "CRACO" . المرفق الوطني لتلسكوب أستراليا . 22 يناير 2025. تم الاطلاع عليه في 9 أبريل 2026 .
- ↑ ماكونيل، د. (2016). "مشروع مصفوفة الكيلومتر المربع الأسترالي الرائد: أداء مصفوفة بولاردي الهندسية التجريبية". منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 33 e042: 042. arXiv : 1608.00750 . Bibcode : 2016PASA...33...42M . doi : 10.1017/pasa.2016.37 . S2CID 53591261 .
- ↑ بول، لويس (7 سبتمبر 2015). "برنامج ASKAP للعلوم المبكرة" (ملف PDF) . برنامج ASKAP للعلوم المبكرة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أكتوبر 2020 .
- ↑ سليزاك، مايكل؛ تيمز، بيني (27 مايو 2020). "نصف المادة في الكون كان مفقودًا. اكتشفه علماء أستراليون للتو" . أخبار هيئة الإذاعة الأسترالية (عبر الإنترنت) . هيئة الإذاعة الأسترالية . تاريخ الاسترجاع: 27 مايو 2020 .
- ^ ماكوارت، جي بي؛ بروتشاسكا، جي إكس؛ ماكوين، م. بانيستر، كيلوواط. بهانداري، س. اليوم، سي كيه؛ ديلر، في؛ إيكرز، أردي؛ جيمس، سي دبليو؛ مارنوش، L.؛ أوسلوفسكي، S .؛ فيليبس، C .؛ رايدر، SD. سكوت، د. شانون، آر إم؛ تيجوس، ن. (2020). “تعداد الباريونات في الكون من رشقات راديوية سريعة محلية”. طبيعة . 581 (7809): 391–395 . أرخايف : 2005.13161 . بيب كود : 2020Natur.581..391M . دوى : 10.1038/s41586-020-2300-2 . بميد 32461651 . S2CID 218900828 .
- ↑ أوزبورن، هانا (9 يوليو 2020). "اكتشاف دوائر غريبة من الموجات الراديوية قادمة من مصدر كوني مجهول . نيوزويك . تاريخ الاطلاع: 10 يوليو 2020 .
- ↑ نوريس، راي (2021). "أجسام راديوية دائرية غير متوقعة عند خطوط عرض مجرية عالية". منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية . 38 e003. arXiv : 2006.14805 . Bibcode : 2021PASA...38....3N . doi : 10.1017/pasa.2020.52 .
روابط خارجية
- مقاطعة مورشيسون
- التلسكوبات الراديوية
- مصفوفة الكيلومتر المربع
- منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO)
- اكتملت البنية التحتية في عام 2012
- المؤسسات التي تم إنشاؤها في أستراليا عام 2009
- المراصد الفلكية في غرب أستراليا
- التلسكوبات التداخلية
