ميرلين

شبكة التداخل الراديوي متعددة العناصر ( MERLIN ) هي مصفوفة من التلسكوبات الراديوية موزعة في جميع أنحاء إنجلترا . تُدار هذه المصفوفة من مرصد جودريل بانك في تشيشاير بواسطة جامعة مانشستر نيابةً عن هيئة البحث والابتكار في المملكة المتحدة . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

يتألف هذا النظام من سبعة تلسكوبات راديوية كحد أقصى ، ويشمل تلسكوب لوفيل في جودريل بانك، وتلسكوب مارك 2 في كامبريدج، وديفورد في ورسيسترشاير ، ونوكين في شروبشاير ، ودارنهال وبيكمير (المعروفة سابقًا باسم تيبلي) في تشيشاير . ^{[ 4 ] [ 5 ]} وبذلك، يبلغ طول أطول خط أساس 217 كيلومترًا، ويمكن لتلسكوب ميرلين العمل بترددات تتراوح بين 151 ميجاهرتز و24 جيجاهرتز . عند طول موجي يبلغ 6 سنتيمترات (تردد 5 جيجاهرتز)، يتمتع ميرلين بدقة تبلغ 40 ملي ثانية قوسية، وهي دقة مماثلة لدقة تلسكوب هابل الفضائي عند الأطوال الموجية الضوئية.     

تُستخدم بعض التلسكوبات أحيانًا في شبكة VLBI الأوروبية (EVN) وعمليات التداخل ذات الخط الأساسي الطويل جدًا (VLBI) من أجل إنشاء مقياس تداخل بخطوط أساسية أكبر، مما يوفر صورًا بدقة زاوية أكبر بكثير .

في عام 1973، اقترح هنري بروكتور بالمر توسيع وصلات مقياس التداخل الموجودة آنذاك في مرصد جودريل بانك، مما أدى إلى بدء التخطيط لمصفوفة التلسكوبات. ^{[ 6 ] [ 7 ]} بدأ البناء في عام 1975. ^{[ 7 ]} كان النظام يُسمى رسميًا في البداية MTRLI (مقياس التداخل متعدد التلسكوبات المرتبط لاسلكيًا)، ولكنه كان يُشار إليه عادةً بالاسم الأبسط MERLIN. تألف النظام في الأصل من تلسكوب لوفيل بقطر 76 مترًا أو تلسكوب مارك II بقطر 25 مترًا ، بالإضافة إلى تلسكوب مارك III بقطر 25 مترًا في واردل، وتلسكوب بقطر 85  قدمًا في ديفورد، وتلسكوب جديد في نوكين. صُنع هذا التلسكوب الجديد بواسطة شركة E-Systems ، وتم بناؤه بناءً على تصميم التلسكوبات في مصفوفة التلسكوبات الكبيرة جدًا (VLA )، التي كانت تُبنى في الوقت نفسه أيضًا بواسطة شركة E-Systems. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

أُطلق على بناء التلسكوب الجديد، وتركيب وصلات الاتصالات الميكروية، وبناء جهاز الارتباط، مجتمعةً، اسم "المرحلة الأولى" من مشروع ميرلين، الذي تمت الموافقة على تمويله في 30 مايو 1975. ^{[ 10 ]} بدأ بناء التلسكوب الجديد في 9 يوليو 1976، واكتمل بحلول 8 أكتوبر 1976. وتم التحكم بالتلسكوب عن بُعد لأول مرة من مرصد جودريل في يناير 1977. ^{[ 11 ]} وتم تركيب وصلات الميكروويف في مايو 1978. ^{[ 12 ]} وأُجريت أولى عمليات الرصد باستخدام النظام - قياسات لـ 30 مصدرًا راديويًا بعيدًا - في يناير وفبراير 1980. ^{[ 13 ]} وبلغت التكلفة النهائية للمرحلة الأولى من النظام 2,179,000 جنيه إسترليني (عام 1976). ^{[ 13 ]}

أُضيف تلسكوبان إضافيان في المرحلة الثانية من المشروع، إلى جانب وصلاتهما اللاسلكية بمركز جودريل بانك. وبينما كان المقترح الأصلي هو وضع أحد التلسكوبين في جودريل بانك والآخر في دارنهال، فقد وُضعا في النهاية في بيكمير (المعروفة أيضًا باسم تيبلي) ودارنهال. وكان التلسكوبان من نفس نوع التلسكوب الموجود في نوكين. بدأ بناء كلا التلسكوبين في 9 أبريل 1979، واكتمل بحلول 31 أكتوبر 1979. رُبط تلسكوب بيكمير بشبكة MTRLI لأول مرة في 20 يوليو 1980، تبعه تلسكوب دارنهال في 16 ديسمبر 1980. اكتملت المرحلة الثانية رسميًا في 31 ديسمبر 1981، وبلغت تكلفتها 3,142,210 جنيهًا إسترلينيًا. ^{[ 14 ]}

بلغ طول أطول خط أساس لمصفوفة MTRLI 134  كيلومترًا، بين بيكمير وديفورد. ^{[ 8 ]} نُشرت أول خريطة أنتجتها المصفوفة في 6 نوفمبر 1980. ^{[ 7 ]} خلال أول عامين من التشغيل (1980-1982)، استُخدمت المصفوفة للرصد بترددات 408 ميجاهرتز (بدقة فصل تبلغ ثانية قوسية  واحدة )، و1666 ميجاهرتز (0.25 ثانية قوسية)، و5 جيجاهرتز (0.08 ثانية قوسية). ^{[ 15 ]}     

عندما تم استبدال سطح تلسكوب مارك 2 في عام 1987، أصبح بالإمكان استخدامه مع تلسكوبات نظام E الثلاثة على  تردد 22 جيجاهرتز، مما وسّع نطاق مشروع MTRLI على هذا التردد. ^{[ 8 ]} استُخدم أحد أطباق تلسكوب الميل الواحد،  البالغ قطره 18 مترًا، مؤقتًا في مشروع MTRLI من عام 1987 حتى خريف عام 1990، مما حسّن دقته بشكل كبير. ^{[ 16 ]}

أُعيد تسمية مرصد MTRLI إلى MERLIN في أوائل التسعينيات، وبعد ذلك بفترة وجيزة، أدى إضافة  هوائي كامبريدج المصمم خصيصًا لهذا الغرض، والذي يبلغ قطره 32 مترًا، في عام 1991، إلى زيادة حساسية المصفوفة ودقتها الزاوية . كما زُوّدت المصفوفة بمُرابط جديد ومستقبلات جديدة مُبرّدة، وجرى تحسين بعض وصلات الميكروويف بين التلسكوبات لتمكين المصفوفة من رصد كلا اتجاهي الاستقطاب. ^{[ 17 ]}

منذ عام 1996، تم تركيب منصات دوارة لأجهزة الاستقبال المختلفة على كل تلسكوب من تلسكوبات نظام E وتلسكوب مارك 2 (كان تلسكوب كامبريدج مزودًا بنظام مماثل مسبقًا)، مما وفر مرونة في التردد. وفي عامي 1997 و1998، أُجريت عمليات رصد بتردد مزدوج (5 و22  جيجاهرتز) باستخدام هذه المصفوفة لأول مرة. ^{[ 17 ]}

توجد خطط لبناء تلسكوب في أيرلندا سيتم إضافته إلى المصفوفة. ^{[ 18 ]}

استخدم مشروع ميرلين وصلات الميكروويف لإرسال البيانات الفلكية من المحطات البعيدة. كانت هذه الوصلات ذات نطاق ترددي محدود، مما أدى إلى فقدان جزء كبير من البيانات. ولزيادة حساسية التلسكوب، استُبدلت هذه الوصلات بوصلات ألياف ضوئية ذات نطاق ترددي 4  جيجاهرتز، مقارنةً بالحد الأصلي البالغ 30  ميجاهرتز، مما زاد حساسية المصفوفة بنحو 30 ضعفًا. هذه الزيادة الهائلة في البيانات جعلت المُرابط القديم غير قادر على التعامل معها، فتم بناء مُرابط جديد قادر على معالجة أكثر من 200  جيجابت/ثانية. ^{[ 21 ]}

من التطورات الرئيسية الأخرى التي تُعد جزءًا من عملية التحديث مرونة التردد، أي القدرة على تغيير نطاق الرصد للمصفوفة بأكملها في غضون دقائق باستخدام أقراص دوارة من أجهزة الاستقبال. بعض التلسكوبات في المصفوفة كانت تمتلك هذه الإمكانية بالفعل، بينما تطلبت التلسكوبات الأخرى زيارة مهندس لتغيير جهاز الاستقبال. عند بدء تشغيل نظام e-MERLINسيتمكن التلسكوب من التبديل بسرعة بين الترددات 1.4 و5 و6 و22  جيجاهرتز. وهذا ضروري للاستفادة من الظروف المثلى للرصد عالي التردد، حيث يمكن أن تؤثر الظروف الجوية بشدة على النتائج.

بدأ العمل على ترقية نظام e-MERLIN في مايو 2004 واكتمل في عام 2009. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

من بين أمور أخرى كثيرة، تم استخدام برنامج MERLIN لمراقبة ما يلي:

• المجرات ذات الانبعاثات الراديوية القوية، على سبيل المثال ميسييه 87. ^{[ 15 ]}
• الكوازارات، على سبيل المثال 3C 418. ^{[ 28 ]}
• رصد الخطوط الطيفية للهيدروكسيل (OH) في سحب الغاز بين النجوم. ^{[ 29 ]}

يمكن استخدام التلسكوب أيضًا في القياسات الفلكية عالية الدقة . ^{[ 30 ]} في عام 1998، اكتشف تلسكوب ميرلين، بالاشتراك مع تلسكوب هابل الفضائي، أول حلقة من حلقات أينشتاين . ^{[ 31 ]} كما استُخدم التلسكوب مع مصفوفة التلسكوبات الكبيرة جدًا (VLA) لإجراء تحليل للعدسات الثقالية الضعيفة . ^{[ 32 ]}