Основными научными драйверами для CCAT–p являются отслеживание эпохи или реионизации с помощью картирования интенсивности [CII]; изучение эволюции галактик с высоким красным смещением; исследование темной энергии, гравитации и масс нейтрино с помощью измерений эффекта Суняева-Зельдовича; и изучение динамики изм в Млечном Пути и соседних галактиках с помощью картирования тонкой структуры и молекулярных линий с высоким спектральным разрешением.
CCAT-p примет 2 аппаратуры объекта: аппаратура блока гетеродина CCAT (CHAI), и сразу Премьер-кулачок аппаратуры обнаружения (P-Cam). CHAI строится Кельнским университетом и будет иметь две матрицы фокальной плоскости, которые одновременно охватывают 370 - и 610-μm группы. Массивы изначально будут иметь размер 8 × 8 элементы, с запланированным расширением до 128 элементов каждый. Прибор прямого обнаружения P-Cam, который будет построен в Корнельском университете, будет охватывать семь отдельных оптических трубок. Каждая трубка имеет FoV около 1,3 град. Для первого света будут доступны три трубки: четырехцветная, поляризационно-чувствительная камера с 9000 пикселами, которая одновременно охватывает 1400-, 1100-, 850 - и 730-мкм диапазоны; спектрометр Fabry-Pérot 6000 пикселов; и камера 18.000 пикселов для 350-μm группа.
LMT: LMT-это телескоп диаметром 50 м, расположенный на высоте 4600 м на Сьерра-Негра в Мексике. LMT имеет FoV 4' и оптимизирован для максимальной чувствительности и малого размера луча на длинах волны длинноволновой части инфракрасной области и миллиметра. Он также выиграет от широкоформатного нового приборостроения в ближайшие годы. Заметным примером является TolTEC, широкопольный тепловизор, работающий на 1,1, 1,4 и 2,1 мм, и с ожидаемой скоростью отображения на 1,1 мм 12 град 2 м J y − 2 h o u r − 112 deg2 mJy−2 hour−1 . На уровне 1,1 мм ожидается, что размер пучка TolTEC составит ≈ 5 ".∼5″, который меньше, чем 6" размер пучка 24 μm 24 μm Карты внегалактической съемки Спитцера. В результате, предел путаницы LMT на 1.1 mm предсказан для того чтобы быть ∼ 0.1 mJy∼0.1 mJy, что делает LMT способным обнаруживать источники со скоростью звездообразования ниже 100 м ⊙ год-1100 M⊙year−1 на z ≈ 6z∼6. Это делает TolTEC отличной "машиной открытия" для высокого красного смещения затененных популяций галактик. В качестве более общего примера мощности новых приборов, установленных на одноапертурных наземных телескопах, a ∼ 100∼100- объектный многообъектный спектрометр с направленным пучком, установленный на LMT, превысит возможности любого современного наземного объекта, включая Atacama large millimeter / submillimeter array (ALMA), для обзорной спектроскопии галактик и потребует массива размером ∼ 10 5,5 пикселей∼105.5 pixels.
Интерферометрия
Интерферометрия на длинах волн дальнего инфракрасного диапазона в настоящее время обычно возможна с земли и позволила на порядок улучшить пространственное разрешение и чувствительность по сравнению с одноканальными объектами. В настоящее время действуют три основных наземных интерферометра дальнего инфракрасного/миллиметрового диапазона. Массив Ноэма (преемник интерферометра IRAM Plateau de Bure) состоит из девяти 15-метровых тарелок на высоте 2550 м во Французских Альпах. Субмиллиметровый массив (SMA) состоит из восьми 6-метровых тарелок на вершине горы Мауна-Кеа на Гавайях (высота 4200 м). И Ноэма, и SMA оснащены гетеродинными приемниками. NOEMA имеет до 16 GHz мгновенной ширины полосы частот, тогда как SMA имеет до 32 GHz мгновенной ширины полосы частот (или 16 GHz с двойной поляризацией) с разрешением 140 кГц равномерным спектральным.
Наконец, ALMA расположена на плато Chajnantor в Чили на высоте 5000 м. Она работает от 310 до 3600 μm 3600 μm в восьми полосах, охватывающих основные атмосферные окна. ALMA использует гетеродинные приемники на основе смесителей сверхпроводник–изолятор–сверхпроводник (SIS) во всех диапазонах, с максимальной мгновенной полосой пропускания 16 ГГц, разделенной на две поляризации и четыре базовых полосы. ALMA состоит из двух массивов: основной массив из пятидесяти 12-метровых тарелок (из которых обычно 43 используются в любое время) и массив Morita (также известный как компактный массив Atacama), который состоит из двенадцати 7-метровых тарелок и до четырех 12-метровых тарелок, оборудованных в качестве однополосных телескопов.
Продолжение следует...