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El telescopio James Clerk Maxwell ( JCMT ) es un radiotelescopio de longitud de onda submilimétrica en el Observatorio Mauna Kea en Hawái , EE. UU. El telescopio está cerca de la cumbre de Mauna Kea a 13.425 pies (4.092 m). Su espejo primario tiene 15 metros (16,4 yardas) de diámetro: es el telescopio de plato único más grande que opera en longitudes de onda submilimétricas del espectro electromagnético ( infrarrojo lejano a microondas ). [1] Los científicos lo utilizan para estudiar el Sistema Solar , el polvo y el gas interestelar y las galaxias distantes .
El JCMT inició sus operaciones en 1987 y fue financiado hasta febrero de 2015 por una asociación entre el Reino Unido y Canadá y los Países Bajos . Fue operado por el Centro Astronómico Conjunto y recibió su nombre en honor al físico matemático James Clerk Maxwell . En marzo de 2015, la operación del JCMT fue asumida por el Observatorio de Asia Oriental. La financiación es proporcionada por el Observatorio Astronómico Nacional de China , el Observatorio Astronómico Nacional de Japón , el Instituto de Astronomía y Ciencia Espacial de Corea y el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taiwán. [2]
El telescopio se combinó con el Observatorio Submilimétrico de Caltech que se encontraba junto a él para formar el primer interferómetro astronómico submilimétrico . Este éxito fue un impulso importante para la construcción de los interferómetros Submillimeter Array y ALMA ( Atacama Large Millimeter Array ).
En los últimos años, el JCMT también ha participado en las observaciones del Event Horizon Telescope , que produjeron la primera imagen directa de un agujero negro . [3] El JCMT también estuvo involucrado en el descubrimiento de fosfina, un biomarcador potencial, en la atmósfera de Venus. [4] [5]
A finales de los años 1960, el Comité de Astronomía del Consejo de Investigación Científica del Reino Unido (SRC, el precursor del STFC ) consideró la importancia de las observaciones astronómicas en longitudes de onda submilimétricas y milimétricas. Después de una serie de propuestas y debates, en 1975, el comité directivo de milímetros del SRC concluyó que sería posible construir un telescopio de 15 metros de diámetro capaz de observar en longitudes de onda de hasta 750–800 μm . [6] El proyecto, entonces llamado Telescopio Nacional de Nueva Tecnología (NNTT), iba a ser una colaboración del 80/20 por ciento con la Organización Holandesa para el Avance de la Ciencia. Se realizaron pruebas de sitio en Mauna Kea en Hawái , las montañas Pinaleno en Arizona y un sitio en Chile ; y se eligió Mauna Kea. El NNTT iba a ser más grande y con más instrumentos que los telescopios de la competencia, como el CSO y el SMT .
Las especificaciones finales exigían el "telescopio más grande del mundo optimizado para longitudes de onda submilimétricas". Debía ser una antena parabólica de 15 metros compuesta por 276 paneles ajustables individualmente con una precisión de superficie mejor que 50 μm. Sería un telescopio Cassegrain montado en altitud-acimut con un espejo terciario para dirigir la radiación entrante a una serie de receptores diferentes. La antena y los soportes debían estar protegidos de los elementos por un carrusel corrotativo con una membrana transparente extendida a través de la abertura del carrusel. Las obras de construcción comenzaron en 1983 y fueron bien. [6]
En 1984, el telescopio fue enviado desde Inglaterra a Hawái. Después de que el cargador original se averió en el último minuto, el telescopio fue entregado a un capitán comercial que se suponía que lo entregaría directamente a Hawái. En cambio, el capitán navegó a Holanda para recoger un cargamento de explosivos, luego se retrasó en el Canal de Panamá , supuestamente porque se necesitaba una autorización especial para transportar los explosivos a través del canal. Luego, el capitán entregó los explosivos a Ecuador antes de llegar finalmente a Hawái. Esperando justo fuera de las aguas territoriales, el capitán exigió que se renunciara a los cargos por entrega tardía, ahora casi iguales a los cargos de envío, y amenazó con arrojar el telescopio por la borda si no se cumplía su demanda. El equipo del telescopio pudo obtener una orden judicial para entregar el tablero, y posteriormente el barco fue abordado y el capitán arrestado a punta de pistola por la Guardia Costera . [7] El telescopio vio la primera luz en 1987. El nombre de la instalación final se cambió a Telescopio James Clerk Maxwell .
El telescopio fue operado por el Joint Astronomy Centre (JAC), con sede en Hilo , Hawaii. Desde 1987 hasta marzo de 2013, el telescopio fue financiado por una asociación del Reino Unido (55 por ciento), Canadá (25 por ciento) y los Países Bajos (20 por ciento). En 2013, los Países Bajos se retiraron y hasta 2015 las acciones pasaron a ser del Reino Unido en un 75 por ciento y Canadá en un 25 por ciento. En marzo de 2015, el Reino Unido y Canadá cedieron la propiedad del JCMT al Observatorio de Asia Oriental, que está financiado por Japón, China, Taiwán y Corea del Sur, junto con un consorcio de universidades del Reino Unido y Canadá.
El JCMT tiene dos tipos de instrumentos : receptores de continuo de banda ancha y receptores de línea espectral de detección heterodina .
La emisión continua es un indicador de la formación de estrellas en otras galaxias y proporciona a los astrónomos pistas sobre la presencia, la distancia y la historia evolutiva de galaxias distintas a la nuestra. Dentro de nuestra propia galaxia, la emisión de polvo está asociada con viveros estelares y sistemas estelares de formación de planetas .
Las observaciones de líneas espectrales se pueden utilizar para identificar moléculas particulares en nubes moleculares , estudiar su distribución y química y determinar gradientes de velocidad del gas a través de objetos astronómicos (debido al efecto Doppler ).
El antiguo receptor bolómetro UKT14 de un solo píxel y continuo fue reemplazado alrededor de 1995 por el Submillimetre Common-User Bolometer Array (SCUBA). Este instrumento operaba simultáneamente en longitudes de onda de 450 y 850 micrones (con 91 y 37 píxeles, respectivamente), y era sensible a la emisión térmica del polvo interestelar . SCUBA fue un instrumento innovador, uno de los instrumentos astronómicos de mayor impacto entre 1997 y 2003; se retiró del servicio en 2005 y ahora se encuentra en el Museo Nacional de Escocia .
SCUBA fue reemplazada por SCUBA-2, que se puso en servicio en 2011. Esta innovadora cámara consta de grandes conjuntos de sensores de borde de transición superconductores con una velocidad de mapeo cientos de veces mayor que SCUBA. Tiene 5120 elementos de matriz en longitudes de onda de 450 y 850 micrones (10,240 píxeles en total). Ha estado realizando los estudios heredados de JCMT desde noviembre de 2011, incluido el SCUBA-2 All Sky Survey , y se puso a disposición para observaciones astronómicas generales en febrero de 2012. [8] Dos instrumentos auxiliares, FTS-2 y POL-2, agregan capacidades espectroscópicas y polarimétricas a SCUBA-2.
El JCMT también está equipado con dos receptores heterodinos , que permiten realizar observaciones de líneas espectrales submilimétricas. Las capacidades de mapeo de líneas espectrales del JCMT se han mejorado considerablemente con la puesta en servicio en 2006 de HARP, un receptor de matriz heterodino de 16 elementos y 350 GHz. [9] Ambos instrumentos se pueden utilizar junto con el nuevo espectrómetro de autocorrelación digital del JCMT , ACSIS. Uno de los receptores heterodinos se llama Namakanui ("Big-Eyes"), [10] en referencia a los peces de ojos grandes que nadan en las aguas hawaianas por la noche. [11] Este receptor puede funcionar a 86, 230 y 345 GHz.
