设计和实施光学实验的低温大光圈强度映射 (EXCLAIM) 的实验
Thomas Essinger-Hileman1, Danny Chmaytelli2, Trevor Oxholm3
1NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland 20771, USA.
The Review of scientific instruments
|January 14, 2025
概括
以气球为载的EXCLAIM望远镜使用先进的冷光学来通过观察一氧化碳和电离碳排放来绘制宇宙恒星形成的地图. 这使得我们能够对整个宇宙时间的银河系进化有新的见解.
科学领域:
- 天文学和天体物理学
- 宇宙学的宇宙学是什么?
- 仪器科学 仪器科学
背景情况:
- 探测宇宙恒星形成需要敏感的仪器,能够在特定的红移下观测微弱的辐射线.
- 之前的观测在光谱分辨率和灵敏度上有局限性,用于绘制大规模结构的地图.
研究的目的:
- 详细介绍了EXCLAIM (冷大孔密度测绘实验) 仪器的光学设计和实现.
- 为了使一氧化碳 (CO) 和电离碳 ([CII]) 排放的测量能够用于研究恒星形成历史.
- 从一个冷气球载平台提供高分辨率的观测.
主要方法:
- 设计和实施90厘米主镜的离轴反射光学.
- 使用一个完全冷的望远镜冷却低于5K的低背景观测.
- 整合了六个微型光谱仪与动力感应探测器.
主要成果:
- 在420-540 GHz频段的中心实现了4.2' FWHM分辨率.
- 通过1.7K冷停和令人困惑的设计,确保了低边缘照明 (<-40 dB).
- 开发了一种用于观察z < 1的CO和z = 2.5 - 3.5.5的[CII]的系统.
结论:
- "EXCLAIM光学"的设计旨在满足关键宇宙时代强度测绘的苛刻要求.
- 该仪器的功能将促进与银河系红移调查的交叉相关性研究.
- 这项工作为未来观测宇宙学的进步奠定了基础.
