อี-เมอร์ลิน

แผนที่แสดงตำแหน่งของเสาอากาศที่ใช้ในระบบ MERLIN
ชื่อเรียกอื่น	เมอร์ลิน
องค์กร	หอดูดาวโจดเรลล์แบงค์ มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์
ที่ตั้ง	อังกฤษ
เว็บไซต์	www.e-merlin.ac.uk​​​
กล้องโทรทัศน์	กล้องโทรทรรศน์เคมบริดจ์เมอร์ลิน กล้องโทรทรรศน์เดฟฟอร์ด กล้องโทรทรรศน์น็อคอิน กล้องโทรทรรศน์พิกเมียร์ กล้องโทรทรรศน์โลเวลล์ มาร์ค II
สื่อที่เกี่ยวข้องบน Commons
[ แก้ไขในวิกิดาต้า ]

เครือข่ายอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบเชื่อมโยงวิทยุหลายองค์ประกอบ ( MERLIN ) เป็นอาร์เรย์อินเตอร์เฟอโรเมตรของกล้องโทรทัศน์วิทยุที่กระจายอยู่ทั่วประเทศอังกฤษอาร์เรย์นี้ดำเนินการจากหอดูดาว Jodrell BankในCheshireโดยมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในนามของUK Research and Innovation ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

อาร์เรย์ประกอบด้วยกล้องโทรทัศน์วิทยุ มากถึงเจ็ดตัว และรวมถึงกล้องโทรทัศน์ Lovellที่ Jodrell Bank, Mark II , Cambridge, DeffordในWorcestershire , KnockinในShropshireและDarnhallและPickmere (เดิมชื่อ Tabley) ในCheshire [ ^{4 ] [ 5 ] ดังนั้น}ฐานเส้นที่ยาวที่สุดคือ 217 กม. และ MERLIN สามารถทำงานได้ที่ความถี่ระหว่าง 151  MHzและ 24  GHzที่ความยาวคลื่น 6 ซม. (ความถี่ 5 GHz) MERLIN มีความละเอียด 40 มิลลิอาร์กวินาทีซึ่งเทียบได้กับHSTที่ความยาวคลื่นแสง

บางครั้งกล้องโทรทรรศน์บางส่วนถูกนำมาใช้สำหรับ การสังเกตการณ์ ของเครือข่าย VLBI แห่งยุโรป (EVN) และ การสังเกตการณ์ แบบอินเตอร์เฟอโรเมตรีฐานยาวมาก (VLBI) เพื่อสร้างอินเตอร์เฟอโรเมตรีที่มีฐานเส้นที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ได้ภาพที่มีความละเอียดเชิงมุมสูงขึ้น มาก

ในปี พ.ศ. 2516 เฮนรี พรอคเตอร์ พาล์มเมอร์ ได้เสนอแนะให้ขยายการเชื่อมต่ออินเตอร์เฟอโรเมตรที่มีอยู่แล้วที่ Jodrell Bank ในขณะนั้น ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการวางแผนสร้างอาร์เรย์กล้องโทรทรรศน์^{[ 6 ] [ 7 ]}การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2518 ^{[ 7 ]}เดิมทีระบบนี้มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า MTRLI (Multi-Telescope Radio Linked Interferometer) แต่โดยทั่วไปมักเรียกกันด้วยชื่อที่ง่ายกว่าว่า MERLIN เดิมทีระบบนี้ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์ Lovell ขนาด 76 เมตร หรือMark II ขนาด 25 เมตร พร้อมกับMark III ขนาด 25 เมตร ที่ Wardle, ขนาด 85 ฟุต ที่ Defford และกล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ที่ Knockin กล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่นี้ผลิตโดยE-Systemsและสร้างขึ้นตามแบบของกล้องโทรทรรศน์ในVery Large Arrayซึ่งกำลังก่อสร้างในเวลาเดียวกันโดย E-Systems เช่นกัน^{[ 8 ] [ 9 ]}

การก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ใหม่ การติดตั้งระบบสื่อสารไมโครเวฟ และการสร้างตัวประมวลผลสัญญาณ เรียกรวมกันว่า "เฟส 1" ของโครงการ MERLIN ซึ่งได้รับอนุมัติงบประมาณเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 1975 ^{[ 10 ]}การก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ใหม่เริ่มต้นเมื่อวันที่ 9 กรกฎาคม 1976 และเสร็จสมบูรณ์ในวันที่ 8 ตุลาคม 1976 กล้องโทรทรรศน์ถูกควบคุมจากระยะไกลจาก Jodrell เป็นครั้งแรกในเดือนมกราคม 1977 ^{[ 11 ]}ระบบสื่อสารไมโครเวฟได้รับการติดตั้งในเดือนพฤษภาคม 1978 ^{[ 12 ]}การสังเกตการณ์ครั้งแรกโดยใช้ระบบนี้ ซึ่งเป็นการวัดแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุระยะไกล 30 แหล่ง ได้ดำเนินการในเดือนมกราคมและกุมภาพันธ์ 1980 ^{[ 13 ]}ค่าใช้จ่ายสุดท้ายของเฟส 1 ของระบบคือ 2,179,000 ปอนด์ (1976) ^{[ 13 ]}

มีการเพิ่มกล้องโทรทรรศน์อีกสองตัวในเฟสที่ 2 ของโครงการ พร้อมกับการเชื่อมต่อวิทยุไปยัง Jodrell Bank เดิมทีมีการเสนอว่ากล้องโทรทรรศน์ตัวหนึ่งจะตั้งอยู่ที่ Jodrell Bank และอีกตัวหนึ่งที่ Darnhall แต่ในที่สุดก็ได้ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ทั้งสองตัวที่ Pickmere (หรือที่รู้จักกันในชื่อ Tabley) และ Darnhall กล้องโทรทรรศน์ทั้งสองตัวเป็นแบบเดียวกับที่ Knockin การก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ทั้งสองตัวเริ่มขึ้นในวันที่ 9 เมษายน 1979 และเสร็จสมบูรณ์ในวันที่ 31 ตุลาคม 1979 กล้องโทรทรรศน์ Pickmere ได้เชื่อมต่อเข้ากับ MTRLI เป็นครั้งแรกในวันที่ 20 กรกฎาคม 1980 ตามด้วยกล้องโทรทรรศน์ Darnhall ในวันที่ 16 ธันวาคม 1980 เฟสที่สองเสร็จสมบูรณ์อย่างเป็นทางการในวันที่ 31 ธันวาคม 1981 และมีค่าใช้จ่าย 3,142,210 ปอนด์^{[ 14 ]}

ฐานเส้นที่ยาวที่สุดของ MTRLI คือ 134 กม. ระหว่าง Pickmere และ Defford ^{[ 8 ]}แผนที่แรกที่ผลิตโดยอาร์เรย์ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 1980 ^{[ 7 ]}ในช่วง 2 ปีแรกของการดำเนินงาน (1980–1982) อาร์เรย์ถูกใช้เพื่อสังเกตการณ์ที่ความถี่ 408 MHz (ด้วยกำลังการแยก 1  อาร์คเซคอนด์ ), 1666 MHz (0.25 อาร์คเซคอนด์) และ 5 GHz (0.08 อาร์คเซคอนด์) ^{[ 15 ]}

เมื่อ มีการเปลี่ยนพื้นผิวของ Mark IIในปี 1987 ก็สามารถใช้งานร่วมกับกล้องโทรทรรศน์ E-systems ทั้งสามตัวที่ความถี่ 22 GHz ได้ ซึ่งเป็นการขยาย MTRLI ที่ความถี่ดังกล่าว^{[ 8 ]}จานรับสัญญาณขนาด 18 เมตรของกล้องโทรทรรศน์ One-Mile Telescopeถูกนำมาใช้ใน MTRLI ชั่วคราวตั้งแต่ปี 1987 จนถึงฤดูใบไม้ร่วงปี 1990 ซึ่งช่วยปรับปรุงความละเอียดให้ดีขึ้นอย่างมาก^{[ 16 ]}

MTRLI ได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็น MERLIN ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 และหลังจากนั้นไม่นาน การเพิ่มเสาอากาศเคมบริดจ์ขนาด 32 เมตรที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะในปี 1991 ทำให้ความไวและความละเอียดเชิงมุมของอาร์เรย์เพิ่มขึ้น อาร์เรย์ยังมีตัวประมวลผลสัญญาณใหม่และตัวรับสัญญาณระบายความร้อนใหม่ และลิงก์ไมโครเวฟบางส่วนระหว่างกล้องโทรทรรศน์ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้อาร์เรย์สามารถสังเกตโพลาไรเซชันได้ทั้งสองด้าน^{[ 17 ]}

ตั้งแต่ปี 1996 ได้มีการติดตั้งคาร์รูเซลสำหรับตัวรับสัญญาณต่างๆ บนกล้องโทรทรรศน์ E-systems แต่ละตัวและ กล้องโทรทรรศน์ Mark II (กล้องโทรทรรศน์เคมบริดจ์มีระบบดังกล่าวติดตั้งอยู่แล้ว) ซึ่งช่วยให้สามารถปรับความถี่ได้ ในปี 1997 และ 1998 ได้มีการสังเกตการณ์แบบสองความถี่ (5 และ 22 GHz) ด้วยอาร์เรย์เป็นครั้งแรก^{[ 17 ]}

มีแผนที่จะสร้างกล้องโทรทรรศน์ในไอร์แลนด์ซึ่งจะเพิ่มเข้าไปในอาร์เรย์^{[ 18 ]}

MERLIN ใช้ การเชื่อมต่อ ไมโครเวฟเพื่อส่งข้อมูลทางดาราศาสตร์กลับมาจากสถานีระยะไกล การเชื่อมต่อเหล่านี้มีแบนด์วิดท์จำกัด ดังนั้นข้อมูลจำนวนมากจึงถูกทิ้งไป เพื่อเพิ่มความไวของกล้องโทรทรรศน์ การเชื่อมต่อจึงถูกแทนที่ด้วยการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสง ที่มี แบนด์วิดท์ 4 GHz เมื่อเทียบกับขีดจำกัดเดิมที่ 30 MHz ซึ่งเพิ่มความไวของอาร์เรย์ขึ้นประมาณ 30 เท่า การเพิ่มขึ้นของข้อมูลอย่างมหาศาลนี้หมายความว่าตัวประมวลผลข้อมูลแบบเก่าไม่สามารถรับมือได้อีกต่อไป ดังนั้นจึงมีการสร้างตัวประมวลผลข้อมูลแบบใหม่ที่สามารถประมวลผลได้มากกว่า 200 Gbit/s ^{[ 21 ]}

อีกหนึ่งการพัฒนาที่สำคัญซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการอัพเกรดคือความยืดหยุ่นด้านความถี่ — ความสามารถในการเปลี่ยนย่านความถี่ในการสังเกตการณ์ของระบบกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดได้ภายในไม่กี่นาที โดยใช้ชุดรับสัญญาณแบบหมุนได้ กล้องโทรทรรศน์บางตัวในระบบมีขีดความสามารถนี้อยู่แล้ว ในขณะที่ส่วนที่เหลือต้องให้วิศวกรเข้าไปเปลี่ยนชุดรับสัญญาณ เมื่อ e-MERLIN เริ่มใช้งาน กล้องโทรทรรศน์จะสามารถสลับความถี่ระหว่าง 1.4, 5, 6 และ 22 GHz ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจำเป็นเพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสังเกตการณ์ความถี่สูง ซึ่งสภาพบรรยากาศอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อผลลัพธ์ได้

งานปรับปรุง e-MERLIN เริ่มขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2547 และเสร็จสมบูรณ์ในปี พ.ศ. 2552 ^{[ 22 ] [ 23 ]}

เมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2551 สภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ( STFC ) ประกาศว่าโครงการ (e-MERLIN/ JIVE ) ตกอยู่ในความเสี่ยงเนื่องจากงบประมาณขาดไป 80 ล้านปอนด์ ซึ่งเป็นผลมาจากคำแนะนำเบื้องต้นของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์อนุภาค ดาราศาสตร์ และฟิสิกส์นิวเคลียร์ (PPAN) ที่จัดให้โครงการนี้เป็น "ลำดับความสำคัญต่ำ" หลังจากมีข้อกังวลว่าคำแนะนำของ PPAN ไม่ได้แสดงถึงลำดับความสำคัญทางดาราศาสตร์ของสหราชอาณาจักรอย่างเพียงพอ^{[ 24 ]} STFCจึงได้จัดตั้งการปรึกษาหารือที่กว้างขึ้นโดยเกี่ยวข้องกับคณะกรรมการที่ปรึกษาต่างๆ เพื่อจัดลำดับความสำคัญของโครงการSTFC ใหม่ ^{[ 25 ]}จากนั้นคณะกรรมการที่ปรึกษาดาราศาสตร์ภาคพื้นดินได้แนะนำให้เปลี่ยน e-MERLIN จากระดับต่ำสุด ("ลำดับความสำคัญต่ำ") ไปเป็นระดับสูงสุดอันดับสอง โดยเสริมว่า "e-Merlin อาจเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกชั้นนำระดับโลกได้ไปจนถึงทศวรรษหน้า" และ "e-Merlin มีศักยภาพที่น่าทึ่งสำหรับผู้ใช้ดาราศาสตร์วิทยุแบบดั้งเดิมของสหราชอาณาจักร และที่สำคัญคือสำหรับชุมชนที่กว้างขึ้น" ^{[ 26 ]}

เมื่อวันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2551 STFCได้นำเสนอเวอร์ชันสุดท้ายของการทบทวนโปรแกรมในการประชุม Town Meeting ที่ Royal Society โดยระบุว่า: "เนื่องจากความสำคัญเชิงกลยุทธ์ของ e-MERLIN ต่ออนาคตของดาราศาสตร์วิทยุของสหราชอาณาจักรและต่อโครงการ SKA ที่ได้รับการจัดอันดับสูง เรากำลังทำงานร่วมกับมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์และผู้มีส่วนได้ส่วนเสียอื่นๆ เพื่อหาวิธีที่เป็นไปได้ในการสนับสนุนการดำเนินงานของ e-MERLIN ในระยะกลางบนพื้นฐานของการแบ่งปันต้นทุน เราได้จัดเตรียม การสนับสนุนการดำเนินงาน จาก STFCไว้เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับวิธีแก้ปัญหาดังกล่าว" ^{[ 27 ]}

MERLIN ถูกนำมาใช้ในการสังเกตการณ์หลายสิ่งหลายอย่าง รวมถึง:

• กาแล็กซีที่ปล่อยคลื่นวิทยุดัง เช่น เม ^สซิเยร์ 87 ^{[ 15} ]
• ตัวอย่างเช่น ควาซาร์3C 418 ^{[ 28 ]}
• การสังเกตเส้นสเปกตรัมของไฮดรอกซิล (OH) ในเมฆก๊าซระหว่างดาว^{[ 29 ]}

กล้องโทรทรรศน์ยังสามารถใช้สำหรับการวัดตำแหน่งดาว ที่มีความแม่นยำสูงได้อีก ด้วย^{[ 30 ]}ในปี 1998 MERLIN ร่วมกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ได้ค้นพบ วงแหวนไอน์สไตน์วงแรก^{[ 31 ]}กล้องโทรทรรศน์ยังถูกใช้ร่วมกับ VLA เพื่อทำการวิเคราะห์เลนส์อ่อนอีกด้วย^{[ 32 ]}