El Observatorio Jodrell Bank ( / ˈ dʒ ɒ d r əl / JOD -rəl ) en Cheshire , Inglaterra, alberga varios radiotelescopios como parte del Centro Jodrell Bank de Astrofísica de la Universidad de Manchester . El observatorio fue fundado en 1945 por Bernard Lovell , un radioastrónomo de la universidad, para investigar los rayos cósmicos después de su trabajo con el radar durante la Segunda Guerra Mundial . Desde entonces ha desempeñado un papel importante en la investigación de meteoroides , quásares , púlsares , máseres y lentes gravitacionales , y estuvo muy involucrado en el seguimiento de sondas espaciales al comienzo de la era espacial .
El telescopio principal del observatorio es el Telescopio Lovell . Su diámetro de 76 m (250 pies) lo convierte en el tercer radiotelescopio orientable más grande del mundo. Hay otros tres telescopios activos en el observatorio; el Mark II y los radiotelescopios de 42 pies (13 m) y 7 m de diámetro. El Observatorio Jodrell Bank es la base de la Red de Interferómetros Vinculados por Radio de Elementos Múltiples (MERLIN), una instalación nacional dirigida por la Universidad de Manchester en nombre del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas .
El Centro de visitantes de Jodrell Bank y un arboreto se encuentran en Lower Withington , y el Telescopio Lovell y el observatorio cerca de Goostrey y Holmes Chapel . Se llega al observatorio desde la A535 . La línea Crewe a Manchester pasa por el sitio y la estación Goostrey está a poca distancia. En 2019, el observatorio se convirtió en Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO . [1] [2]
Jodrell Bank se utilizó por primera vez con fines académicos en 1939 cuando el Departamento de Botánica de la Universidad de Manchester compró tres campos a los Leigh. Debe su nombre a una elevación cercana en el terreno, Jodrell Bank, que lleva el nombre de William Jauderell , un arquero cuyos descendientes vivieron en la mansión que ahora es la Escuela Terra Nova . El sitio se amplió en 1952 mediante la compra de una granja a George Massey en la que se construyó el Telescopio Lovell. [3]
El sitio se utilizó por primera vez para la astrofísica en 1945, cuando Bernard Lovell utilizó algunos equipos restos de la Segunda Guerra Mundial , incluido un radar de colocación de armas , para investigar los rayos cósmicos . [4] El equipo era un sistema de radar GL II que funcionaba a una longitud de onda de 4,2 m, proporcionado por JS Hey . [5] [6] Tenía la intención de utilizar el equipo en Manchester , pero la interferencia eléctrica de los tranvías en Oxford Road le impidió hacerlo. Trasladó el equipo a Jodrell Bank, 25 millas (40 km) al sur de la ciudad, el 10 de diciembre de 1945. [6] [7] La principal investigación de Lovell fueron los ecos de radio transitorios, que confirmó que provenían de rastros de meteoritos ionizados en octubre de 1946. [8] El primer personal fueron Alf Dean y Frank Foden, quienes observaron los meteoros a simple vista mientras Lovell observaba la señal electromagnética utilizando un equipo. [9] La primera vez que Lovell encendió el radar, el 14 de diciembre de 1945, la lluvia de meteoritos Gemínidas estaba en su máximo. [7]
Durante los años siguientes, Lovell acumuló más hardware de radio exmilitar, incluida una cabina portátil, conocida como "Park Royal" en el ejército (ver Vehículos Park Royal ). El primer edificio permanente estaba cerca de la cabaña y recibió su nombre. [8]
Jodrell Bank se utiliza principalmente para investigar ondas de radio de planetas y estrellas.
En 1946, el ejército prestó un reflector al Jodrell Bank; [10] J. Clegg construyó una andanada sobre su montura. [10] Constaba de 7 elementos de antenas Yagi-Uda . [11] Se utilizó para observaciones astronómicas en octubre de 1946. [12]
Los días 9 y 10 de octubre de 1946, el telescopio observó la ionización en la atmósfera provocada por los meteoros de la lluvia de estrellas Giacobinidas . Cuando la antena se giró 90 grados en el máximo de la lluvia, el número de detecciones cayó al nivel de fondo, lo que demuestra que las señales transitorias detectadas por el radar provenían de meteoros. [11] El telescopio se utilizó entonces para determinar los puntos radiantes de los meteoros. Esto fue posible porque la frecuencia del eco es mínima en el punto radiante y máxima a 90 grados del mismo. [10] El telescopio y otros receptores en el sitio estudiaron las corrientes aurorales que eran visibles a principios de agosto de 1947. [13] [14]
El Telescopio de Tránsito era un telescopio cenital con reflector parabólico de 218 pies (66 m) construido en 1947. En ese momento, era el radiotelescopio más grande del mundo. Consistía en una malla de alambre suspendida de un anillo de postes de andamio de 7,3 m (24 pies) , que enfocaban las señales de radio en un punto focal a 38 m (126 pies) sobre el suelo. El telescopio miraba principalmente directamente hacia arriba, pero la dirección del haz se podía cambiar ligeramente inclinando el mástil para cambiar la posición del punto focal. El mástil central se cambió de madera a acero antes de que se completara la construcción. [3]
El telescopio fue reemplazado por el Telescopio Lovell orientable de 250 pies (76 m), y posteriormente se construyó el telescopio Mark II en el mismo lugar.
El telescopio podría mapear una franja de ± 15 grados alrededor del cenit a 72 y 160 MHz, con una resolución de 1 grado a 160 MHz. [15] Descubrió ruido de radio de la Gran Nebulosa de Andrómeda – la primera detección definitiva de una fuente de radio extragaláctica – y los restos de la Supernova de Tycho en la frecuencia de radio; en aquel momento no había sido descubierto por la astronomía óptica . [dieciséis]
El telescopio "Mark I", ahora conocido como Telescopio Lovell, era el radiotelescopio de plato orientable más grande del mundo, con 76,2 metros (250 pies) de diámetro, cuando se construyó en 1957; [17] ahora es el tercero más grande, después del telescopio Green Bank en Virginia Occidental y el telescopio Effelsberg en Alemania. [18] Parte de los mecanismos de las torretas de los acorazados HMS Revenge y HMS Royal Sovereign de la Primera Guerra Mundial se reutilizaron en el sistema de motor del telescopio. [19] El telescopio entró en funcionamiento a mediados de 1957, a tiempo para el lanzamiento del Sputnik 1 de la Unión Soviética , el primer satélite artificial del mundo. El telescopio fue el único capaz de rastrear el cohete propulsor del Sputnik por radar; [20] [21] localizándolo por primera vez justo antes de la medianoche del 12 de octubre de 1957, ocho días después de su lanzamiento. [22] [23]
En los años siguientes, el telescopio siguió varias sondas espaciales. Entre el 11 de marzo y el 12 de junio de 1960, siguió la sonda Pioneer 5 lanzada por la NASA en Estados Unidos . El telescopio envió comandos a la sonda, incluidas aquellas para separarla de su cohete portador y encender su transmisor más potente cuando la sonda estaba a ocho millones de millas de distancia. Recibió datos de la sonda, el único telescopio del mundo capaz de hacerlo. [24] En febrero de 1966, la Unión Soviética pidió a Jodrell Bank que rastreara su módulo de aterrizaje lunar no tripulado Luna 9 y registró en su transmisión facsímil fotografías de la superficie de la Luna. Las fotografías fueron enviadas a la prensa británica y publicadas antes de que los soviéticos las hicieran públicas. [25]
En 1969, también se rastreó el Luna 15 de la Unión Soviética . El 3 de julio de 2009 se publicó una grabación del momento en que los científicos del Jodrell Bank observaron la misión .
Con el apoyo de Sir Bernard Lovell, el telescopio rastreó los satélites rusos. Las observaciones de satélites y sondas espaciales se compartieron con la actividad de investigación y desarrollo de seguimiento de satélites del Departamento de Defensa de EE. UU. en el Proyecto Space Track .
El seguimiento de las sondas espaciales sólo tomó una fracción del tiempo de observación del telescopio Lovell, y el resto se utilizó para observaciones científicas, incluido el uso de radar para medir la distancia a la Luna y Venus; [27] [28] observaciones de máseres astrofísicos alrededor de regiones de formación estelar y estrellas gigantes; [29] observaciones de púlsares (incluido el descubrimiento de púlsares de milisegundos [30] y el primer púlsar de un cúmulo globular); [31] y observaciones de quásares y lentes gravitacionales (incluida la detección de la primera lente gravitacional [32] y el primer anillo de Einstein ). [33] El telescopio también se ha utilizado para observaciones SETI . [34]
El telescopio Mark II es un radiotelescopio elíptico, con un eje mayor de 38,1 metros (125 pies) y un eje menor de 25,4 metros (83 pies). [35] Fue construido en 1964. Además de funcionar como telescopio independiente, se ha utilizado como interferómetro con el Telescopio Lovell y ahora se utiliza principalmente como parte del proyecto MERLIN. [36] [37] El telescopio Mark III , del mismo tamaño que el Mark II, fue construido para ser transportable [38] pero nunca fue trasladado de Wardle , cerca de Nantwich , donde se utilizó como parte de MERLIN . Fue construido en 1966 y dado de baja en 1996. [39]
Las propuestas de los telescopios Mark IV, V y VA se presentaron desde los años 1960 hasta los años 1980 para construir radiotelescopios aún más grandes.
La propuesta del Mark IV era un telescopio independiente de 300 m (1000 pies) de diámetro, construido como un proyecto nacional.
La propuesta del Mark V era para un telescopio móvil de 400 pies (120 m). El concepto de esta propuesta era un telescopio en una línea ferroviaria de ¾ de milla (1,2 km) de largo contigua a Jodrell Bank, pero las preocupaciones sobre los niveles futuros de interferencia significaban que habría sido preferible un sitio en Gales. Se presentaron propuestas de diseño de Husband and Co y Freeman Fox, que habían diseñado el telescopio del Observatorio Parkes en Australia.
El Mark VA era similar al Mark V pero con un plato más pequeño de 375 pies (114 m) y un diseño que utilizaba hormigón pretensado , similar al Mark II (los dos diseños anteriores se parecían más al telescopio Lovell). [40]
Ninguno de los telescopios propuestos se construyó, aunque se llevaron a cabo estudios de diseño y modelos a escala, en parte debido al clima político cambiante y en parte debido a las limitaciones financieras de la investigación astronómica en el Reino Unido. También se hizo necesario actualizar el telescopio Lovell al Mark IA, lo que excedió el coste. [40]
En 1964 se construyó un plato de alt-azimut de 50 pies (15 m) para investigaciones astronómicas y para rastrear las sondas espaciales Zond 1 , Zond 2 , Ranger 6 y Ranger 7 [41] y Apollo 11 . [42] Después de un accidente que dañó irreparablemente la superficie del telescopio de 50 pies, fue demolido en 1982 y reemplazado por un telescopio más preciso, el "42 pies". El plato de 42 pies (12,8 m) se utiliza principalmente para observar púlsares y monitorea continuamente el Crab Pulsar . [43]
Cuando se instaló el de 42 pies, se instaló un plato más pequeño, el de "7 m" (en realidad, de 6,4 mo 21 pies de diámetro), que se utiliza para la enseñanza de pregrado. Los telescopios de 42 pies y 7 m se utilizaron originalmente en el campo de pruebas de cohetes Woomera en Australia del Sur . [44] El 7 m fue construido originalmente en 1970 por la Compañía Marconi . [45]
En 1962 se construyó un telescopio Polar Axis. Tenía un plato circular de 50 pies (15,2 m) en una montura polar , [46] y se usaba principalmente para experimentos de radar lunar. Ha sido dado de baja. En 1951 se donó al observatorio un telescopio óptico reflector de 18 pulgadas (460 mm) [47], pero no se usó mucho y fue donado a la Sociedad Astronómica de Salford alrededor de 1971. [48]
La Red de Interferómetros Vinculados por Radio de Elementos Múltiples (MERLIN) es un conjunto de radiotelescopios repartidos por Inglaterra y las fronteras de Gales. El conjunto está gestionado desde Jodrell Bank en nombre del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas como instalación nacional. [49] El conjunto consta de hasta siete radiotelescopios e incluye el Telescopio Lovell, el Mark II, Cambridge , Defford , Knockin , Darnhall y Pickmere (anteriormente conocido como Tabley ). La línea de base más larga es de 217 kilómetros (135 millas) y MERLIN puede operar en frecuencias entre 151 MHz y 24 GHz . [39] A una longitud de onda de 6 cm (frecuencia de 5 GHz), MERLIN tiene una resolución de 50 milisegundos de arco que es comparable a la del HST en longitudes de onda ópticas. [49]
Jodrell Bank ha estado involucrado con la interferometría de línea de base muy larga (VLBI) desde finales de la década de 1960; El telescopio Lovell participó en el primer experimento transatlántico con interferómetro en 1968, junto con otros telescopios en Algonquin y Penticton en Canadá. [50] El Telescopio Lovell y los telescopios Mark II se utilizan regularmente para VLBI con telescopios en toda Europa (la Red Europea VLBI ), dando una resolución de alrededor de 0,001 segundos de arco . [36]
En abril de 2011, Jodrell Bank fue nombrado como la ubicación del centro de control para el Square Kilometer Array planificado , o SKA Project Office (SPO). [51] El SKA está planificado por una colaboración de 20 países y, cuando esté terminado, pretende ser el radiotelescopio más potente jamás construido. En abril de 2015 se anunció que Jodrell Bank sería la sede permanente de la sede del SKA [52] durante el período de funcionamiento esperado del telescopio (más de 50 años [53] ).
El Centro de Astrofísica Jodrell Bank, del que forma parte el Observatorio, es uno de los grupos de investigación en astrofísica más grandes del Reino Unido. [54] Aproximadamente la mitad de la investigación del grupo se centra en el área de la radioastronomía, incluida la investigación sobre púlsares , la radiación cósmica de fondo de microondas , lentes gravitacionales , galaxias activas y máseres astrofísicos . El grupo también lleva a cabo investigaciones en diferentes longitudes de onda, analizando la formación y evolución estelar , las nebulosas planetarias y la astroquímica . [55]
El primer director del Jodrell Bank fue Bernard Lovell , quien estableció el observatorio en 1945. Fue sucedido en 1980 por Sir Francis Graham-Smith , seguido por el profesor Rod Davies alrededor de 1990 y el profesor Andrew Lyne en 1999. [56] El profesor Phil Diamond tomó asumió el cargo el 1 de octubre de 2006, en el momento en que se formó el Centro de Astrofísica Jodrell Bank . El profesor Ralph Spencer fue director interino durante 2009 y 2010. En octubre de 2010, el profesor Albert Zijlstra se convirtió en director del Centro de Astrofísica de Jodrell Bank. El profesor Lucio Piccirillo fue el director del Observatorio desde octubre de 2010 hasta octubre de 2011. El profesor Simon Garrington es el director asociado de la JBCA para el Observatorio de Jodrell Bank. En 2016, el profesor Michael Garrett fue nombrado presidente inaugural de Astrofísica Sir Bernard Lovell y director del Centro de Astrofísica Jodrell Bank. Como director de JBCA, el profesor Garrett también tiene la responsabilidad general del Observatorio de Jodrell Bank.
En mayo de 2017, Jodrell Bank se asoció con la iniciativa Breakthrough Listen y compartirá información con el equipo de Jodrell Bank, que desea realizar una búsqueda SETI independiente a través de su radiotelescopio de 76 m y su conjunto e-MERLIN.
Existe un programa de desarrollo activo que investiga y construye instrumentos y receptores para telescopios. El observatorio ha participado en la construcción de varios experimentos de Fondo Cósmico de Microondas , incluido el Experimento Tenerife , que se desarrolló entre los años 1980 y 2000, y los amplificadores y criostatos para el Very Small Array . [57] También ha construido los módulos frontales de los receptores de 30 y 44 GHz para la nave espacial Planck . [58] También se diseñaron receptores en Jodrell Bank para el Telescopio Parkes en Australia. [59]
Un centro de visitantes, inaugurado el 19 de abril de 1971 por el duque de Devonshire , [60] atraía alrededor de 120.000 visitantes al año. Cubría la historia de Jodrell Bank y tenía un planetario y un teatro en 3D que albergaba viajes simulados a Marte . El amianto en los edificios del centro de visitantes provocó su demolición en 2003, dejando un resto en su otro extremo. Se instaló una marquesina en sus terrenos mientras se planificaba un nuevo centro científico. Los planes quedaron archivados cuando la Universidad Victoria de Manchester y la UMIST se fusionaron para convertirse en la Universidad de Manchester en 2004, dejando el centro provisional, que recibía alrededor de 70.000 visitantes al año. [61]
En octubre de 2010, comenzaron las obras de un nuevo centro de visitantes y el Jodrell Bank Discovery Center se inauguró el 11 de abril de 2011. [62] Incluye un edificio de entrada, el Planet Pavilion, un Space Pavilion para exposiciones y eventos, una cafetería con paredes de vidrio con una vista del Telescopio Lovell y un comedor al aire libre, un espacio educativo y jardines paisajísticos que incluyen el Galaxy Maze. [63] En 2013 se instaló un gran planetario . [64] Sin embargo, no incluye un planetario, aunque en los últimos años se ha utilizado en el sitio una pequeña cúpula de planetario inflable.
El centro de visitantes está abierto de martes a domingo y los lunes durante los días festivos escolares y bancarios y organiza eventos de divulgación pública, que incluyen conferencias públicas, fiestas de estrellas y sesiones de "pregúntele a un astrónomo". [sesenta y cinco]
A unos 20 m de la vía exterior del telescopio hay un camino alrededor del telescopio Lovell, donde hay paneles informativos que explican cómo funciona el telescopio y las investigaciones que se realizan con él.
El arboreto de 35 acres (140.000 m 2 ) , creado en 1972, alberga las colecciones nacionales del Reino Unido de especies de manzano silvestre Malus y fresno de montaña Sorbus , y la colección Calluna de la Heather Society . El arboreto también tiene un modelo a pequeña escala del Sistema Solar , la escala es de aproximadamente 1:5.000.000.000. En Jodrell Bank, como parte del proyecto SpacedOut , se muestra el Sol en un modelo a escala 1:15.000.000 del Sistema Solar que cubre Gran Bretaña. [66]
El 7 de julio de 2010, se anunció que el observatorio estaba siendo considerado para la Lista Indicativa del Reino Unido de 2011 para el estatus de Patrimonio de la Humanidad . [67] El 22 de marzo de 2011 se anunció que estaba en la lista restringida del gobierno del Reino Unido. [68] En enero de 2018, se convirtió en el candidato del Reino Unido al estatus de Patrimonio Mundial. [69]
En julio de 2011, el centro de visitantes y el observatorio albergaron "Live from Jodrell Bank - Transmission 001", un concierto de rock con bandas como The Flaming Lips , British Sea Power , Wave Machines , OK GO y Alice Gold . [70] El 23 de julio de 2012, Elbow actuó en vivo en el observatorio y filmó un documental del evento y las instalaciones que fue lanzado como un CD/DVD en vivo del concierto. El 6 de julio de 2013, Transmission 4 presentó al australiano Pink Floyd, Hawkwind, The Time & Space Machine y The Lucid Dream. [71] El 7 de julio de 2013, Transmission 5 presentó New Order, Johnny Marr, The Whip, Public Service Broadcasting, Jake Evans y Hot Vestry. [72] El 30 de agosto de 2013, Transmisión 6 presentó a Sigur Ros, Polca y su Hija. [73]
El 31 de agosto de 2013, Jodrell Bank organizó un concierto realizado por la Orquesta Hallé para conmemorar lo que habría sido el centenario de Lovell. Además de una serie de representaciones de ópera durante el día, en la actuación nocturna de Halle se presentaron temas como Star Trek , Star Wars y Doctor Who, entre otros. El telescopio principal Lovell se giró para mirar a la multitud y se utilizó como una enorme pantalla de proyección que mostraba varios efectos planetarios animados. Durante el intervalo, la "pantalla" se utilizó para mostrar una historia del trabajo de Lovell y Jodrell Bank. [74]
Hay un podcast de astronomía del observatorio, llamado The Jodcast . [75] El programa de televisión de la BBC Stargazing Live se presenta en la sala de control del observatorio. El programa ha tenido cuatro series, en enero de 2011, 2012, 2013 y 2014. [76]
Desde 2016, el observatorio acogió Bluedot , [77] un festival de música y ciencia, que presenta actos musicales como Public Service Broadcasting , The Chemical Brothers , así como charlas de científicos y comunicadores científicos como Jim Al-Khalili y Richard Dawkins .
El 3 de marzo de 2008, se informó que el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC) de Gran Bretaña, enfrentado a un déficit de £80 millones en su presupuesto, estaba considerando retirar su financiación anual planificada de £2,7 millones para el proyecto e-MERLIN del Jodrell Bank . El proyecto, cuyo objetivo era sustituir los enlaces de microondas entre Jodrell Bank y otros radiotelescopios por cables de fibra óptica de gran ancho de banda , aumentando considerablemente la sensibilidad de las observaciones, se consideró fundamental para la supervivencia de la instalación. Bernard Lovell dijo: "Será un desastre... El destino del telescopio Jodrell Bank está ligado al destino de e-MERLIN. No creo que el establecimiento pueda sobrevivir si se recorta la financiación de e-MERLIN". [78] [79]
El 9 de julio de 2008, se informó que, tras una revisión independiente, el STFC había revertido su posición inicial y ahora garantizaría una financiación de 2,5 millones de libras esterlinas al año durante tres años. [80]
Jodrell Bank ha sido mencionado en varias obras de ficción, entre ellas Doctor Who ( The Tenth Planet , Remembrance of the Daleks , " The Poison Sky ", " The Eleventh Hour ", " Spyfall ") y Birthday Boy de David Baddiel . Estaba destinado a ser un lugar de rodaje de Logopolis ( la última serie de Doctor Who de Tom Baker ), pero las restricciones presupuestarias lo impidieron y en su lugar se utilizó otro lugar con un modelo superpuesto de un radiotelescopio. También se mencionó en La guía del autoestopista galáctico [81] (así como en la película La guía del autoestopista galáctico ), The Creeping Terror y Meteor .
Jodrell Bank también apareció en gran medida en el vídeo musical de 1983 " Secret Messages " de Electric Light Orchestra y también en " Are We Ourselves? " de The Fixx . La canción Technique de Prefab Sprout (del álbum debut Swoon) comienza con la frase "Su marido trabaja en Jodrell Bank/Está en casa tarde en la mañana".
El observatorio es el escenario de varios episodios de la novela Boneland del novelista local Alan Garner (2012), y el personaje central, Colin Whisterfield, es un astrofísico de su personal.
Desde el 13 de julio de 1988 , el Telescopio Lovell ha sido designado edificio protegido de Grado I. [82] El 10 de julio de 2017, el Telescopio Mark II también fue designado con el mismo grado. [83] En la misma fecha, otros cinco edificios en el sitio fueron designados como Grado II; a saber, el telescopio Searchlight, [84] el edificio de control, [85] el edificio Park Royal, [86] el taller eléctrico, [87] y Link Hut. [88] El Grado I es el más alto de los tres grados de inclusión en la lista y se aplica a edificios que son de "interés excepcional", y el Grado II, el grado más bajo, se aplica a edificios "de interés especial". [89]
En la 43.ª sesión del Comité del Patrimonio Mundial de la UNESCO celebrada en Bakú el 7 de julio de 2019, el Observatorio de Jodrell Bank fue adoptado como Patrimonio de la Humanidad sobre la base de cuatro criterios [90]
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