Bildetekst: Den originale Jodrell Bank Control Desk med utsikt over Lovell-teleskopet. Kreditt: Anthony Holloway.
I forrige uke så vi på det offentlige ansiktet til Jodrell Bank Observatory, Discovery Center. Men denne uken får vi en tur bak kulissene i hjertet av dette imponerende og historiske observatoriet.
Dr. Tim O’Brien er assisterende direktør for Jodrell Bank Observatory og en leser i astrofysikk ved School of Physics & Astronomy ved University of Manchester. Når vi begynner vår omvisning i teleskop, kontrollrom og datamaskiner, forklarer han Jodrells rolle i den historiske utviklingen av radioastronomi. Lovell-teleskopet i hjertet av observatoriet, er i dag en bygning med grad 1, i tillegg til å være i forkant av nåværende, og faktisk fremtidig, vitenskapelig forskning.
Jodrell Bank var opprinnelig stedet for universitetets botanikeavdelings testområde. Observatoriet ble grunnlagt av Sir Bernard Lovell da forstyrrelser fra trikker forstyrret forskningen i kosmiske stråler som han utførte på School of Physics på universitetets viktigste campus i byen. Sir Bernard flyttet radarutstyret sitt til stedet i 1945 for å prøve å finne radioekko fra de ioniserte løypene til kosmiske stråler, men grunnla i stedet et helt nytt område med forskning på meteorer.
Lovell-teleskopet (opprinnelig Mark I) var det største styrbare radioteleskopet i verden (76,2 meter i diameter) og det eneste som klarte å spore oppskytningsraketten til Sputnik 1 i 1957; det er fremdeles den tredje største i verden. Bortsett fra å spore og motta data fra sonder som Pioneer 5 i 1960 og Luna 9 i 1966, muliggjorde et kontinuerlig oppgraderingsprogram muligheten til å måle avstander til Månen og Venus og undersøke pulsarer, astrofysiske masere, kvasarer og gravitasjonslinser. Den har gitt de mest omfattende undersøkelsene av pulsarer i binære stjernesystemer og oppdaget den første pulsaren i en kuleklynge. Den oppdaget den første gravitasjonslinsen og har også blitt brukt til SETI-observasjoner. Nå på sin tredje reflekterende overflate har et kontinuerlig oppgraderingsprogram gjort det kraftigere enn noen gang.
I 1964 ble Mark II elliptisk radioteleskop ferdigstilt. Den står midt i et felt, dverger den lille observerende kuppelen som huser Tims optiske undervisningsteleskop og omgitt av hytter etter krigen, oppkalt etter forskningen som ble gjort i dem, så den ene kalles Radiant (etter meteorer) og en annen måne. Med en hovedakse på 38,1m og mindre akse på 25,4m blir Mark II hovedsakelig brukt ved siden av Lovell som en del av e-MERLIN (Multi Element Radio Linked Interferometer Network), Storbritannias nasjonale radioastronomianlegg kjørt fra Jodrell. Dette omfatter opptil 7 radioomfang: Lovell, Mark II, Cambridge, Defford, Knockin, Darnhall og Pickmere. e-MERLIN har den lengste baseline (separasjon av teleskoper) på 217 km og en oppløsning på bedre enn 50 milliarcsekunder, som sammenligner med Hubble-romteleskopet, men ved radio snarere enn synlige bølgelengder. Manchester-grenen av Jodrell er også vertskap for Storbritannias regionale senterknute for ALMA (Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array) i Chile.
"42ft" -teleskopet står ved inngangen til hovedbygningen som rommer kontrollrommet. Teleskopens viktigste oppgave er å kontinuerlig overvåke Pulsar i hjertet av Crab Nebula (hele tiden det er over horisonten). Tim viste på dette tidspunktet sitt imponerende festtriks med å matematisk demonstrere at omfanget faktisk pekte mot Crab Pulsar ved å beregne fra pulsars Right Ascension (05h 34m 31.97s) og Declination (+ 22d 00m 52.1s) hvor det ville være i himmelen den gangen. Den har samlet over 30 år med data som representerer 4% av pulsarens alder, og gir viktige ledetråder om hvordan pulsarer utvikler seg.
Bildetekst: Dr Tim O’Brien snakker med prof. Brian Cox og Dara O’Biain i kontrollrommet under Stargazing Live Credit: University of Manchester
Tim var snill nok til å tillate meg inne i kontrollrommet, ikke ofte sett av generelle besøkende på nettstedet, selv om det er vert for BBC TVs årlige Stargazing Live-serie, arrangert av prof. Brian Cox og Dara O’Briain. Det illustrerer perfekt Jodrell historiske og nåværende rolle i radioastronomi. Det er en fantastisk britisk blanding av topp moderne datateknologi, originalt 1950-talls utstyr og alle punkter imellom. Det er massive flatskjerm-skjermer i det ene hjørnet som viser og kan kontrollere hvert av omfangene, en atomur langs tre- og glassskap som rommer rykende nåler som sporer ut lufttrykk, vindhastighet og temperaturvariasjoner på ruller eller papirskiver. I midten av rommet er den originale hesteskoformede kontrollbord fra 1950-tallet.
Det store vinduet har utsikt over Lovell-omfanget som ble "parkert" under mitt besøk, mens den reflekterende skålen fikk et nytt strøk maling, og pekte rett opp til topp med bremsene påført. Hvis vindene øker under en observasjon, må parabolen heves og flyttes til et mål høyere på himmelen. Hvis vinden når 45 mil i timen, må parabolen parkeres i denne stående stilling. Heldigvis skjer ikke dette så ofte. En kraftig ansamling av snø kan forvrenge formen på parabolen, så den må tippes ut. Kontrollrommet er bemannet 24 timer i døgnet 365 dager i året. Hele rommet har en veldig tilfredsstillende mengde blinkende lys, skiver, bryter og brytere. Som Tim med rette sier “Du trenger rikelig med blinkende lys.”
Jodrell huser en rekke generelle og spesialiserte dataklynger. Siden 1960-årene har Lovell og Mark II regelmessig vært involvert i VLBI (Very Long Baseline Interferometry) som inkluderer teleskoper over hele Europa, Kina og Afrika og kan også kobles til VLBA (Very Long Baseline Array) i Amerika for å lage et teleskop størrelse på planeten, i stand til å produsere de skarpeste bildene i all astronomi. VLBI-rommet rommer et stort utvalg av mottaker- og innspillingsutstyr. Dette inkluderer en GPS-mottaker, nøyaktig til 0,5 millisek, kjærlig kjent som Totally accurate Clock, selv om de har nyere med 25 nanosekunders nøyaktighet, og deres større atomklokke er nøyaktig til 1 del i 10 ^ 15 eller 1 sekund hvert 30. million år! Navn er ganske tingen ved Jodrell, fem signalgeneratorer, som brukes til å konvertere frekvenser i mottakeren er pent merket Sharon, Tracy, Nigel, Kevin og Darren.
Bildetekst: Mark II-teleskopet ved Jodrell Bank. Kreditt: Forfatteren
Jodrell var banebrytende for tilkoblingen av radioteleskoper over hundrevis av kilometer og konstruerte det dedikerte optiske fibernettet som forbinder alle syv e-MERLIN teleskoper. Tim tok pause for effekt foran en imponerende stor og kraftig blå dør som var utsmykket med utallige dramatiske advarselsskilt og nynnet en illevarslende, med hånden på en solid betjeningsspak. Dette var hjemmet til e-MERLIN-korrelatoren, fokuset for alle de syv teleskopene og hjertet i nettverket, det må beskyttes nøye slik at det ikke forstyrrer radioområdene på stedet. Tim banket på inngangskoden, trakk spaken og den milde brummen ble et øredøvende brøl da vi kom inn i et metallrom, holdt kaldt med klimaanlegg. Det er massive gassflasker i hjørnet som er klare til å fylle rommet i tilfelle brann. I sentrum er et røkt glassskap, på størrelse med en stor garderobe som inneholder datahub med festoner av gule optiske fiberkabler knyttet til teleskopene og som bringer så mye data inn i rommet som reiser på resten av Storbritannias internett.
Jodrell har rundt 40 ansatte på stedet, med over 100 flere som jobber fra universitetets Alan Turing Building i Manchester. Gruppens liste over forskningsprogrammer dekker alle aspekter ved astronomi, fra å studere Big Bang til å oppdage eksoplaneter. De har brukt pulsarer for å teste Einsteins alvorsteori som de ble tildelt EC Descartes Research Prize for. De utviklet lavstøyforsterkere for ESAs Planck-romfartøy som rapporterer om kosmologeresultatene neste år. Med et europeisk nettverk av radioteleskoper bruker de pulsarer for å prøve å oppdage gravitasjonsbølger forutsagt av Einstein.
Ser vi på fremtiden, pågår det nå arbeid ved siden av hovedkontrollbygningen for bygging av et nytt bygg for å huse det internasjonale prosjektkontoret for SKA (Square Kilometre Array) som skal plasseres i Afrika og Australia, som da det sto ferdig i rundt 2024, vil være verdens største radioteleskop for det 21. århundre. Mens vi drar, spør jeg Tim hva som vil være på hans ønskeliste for fremtiden (alle astronomer har en ønskeliste, gjør de ikke?) Han vil gjerne se et system som SKA utvides til å dekke den nordlige halvkule og et fremtidig teleskop som kunne gjøre realtidsobservasjoner av hele himmelen og umiddelbart målrette forbigående objekter som novaene som er hovedfokuset i hans egen forskning. Jeg tror Sir Bernard ville godkjenne det.
Finn ut mer om Jodrell Banksenter for astrofysikk
