Amikor 2025-ben űrbe kerül, a Széles körű infravörös távmérő távcső (WFIRST) lesz a legerőteljesebb megfigyelőközpont, amelyet valaha is bevettek, és tiszteletére méltó lesz Hubble és Spitzer űrtávcsövek. A nagy felbontás és a széles látómező egyedülálló kombinációjára támaszkodva a WFIRST képes lesz 100 Hubble-minőségi képek egyetlen felvétellel, és az éjszakai égboltot 1000-szeres sebességgel vizsgálják meg.
A figyelemreméltó esemény előkészítéseként a NASA Goddard űrrepülési központjának csillagászai szimulációkat készítettek annak demonstrálására, hogy a WFIRST mit láthat majd, így megtervezhetik megfigyeléseiket. Annak érdekében, hogy a nézők előzetes képet kapjanak arról, hogy ez hogyan néz ki, a NASA Goddard Űrközpontja megosztott egy videót, amely a szomszédos Andromeda galaxis (M31) felmérését végző WFIRST-ot szimulálja.
A szimuláció, amelyet ezen a héten mutattak be az amerikai csillagászati társaság (ASS) Honululu 235. ülésén, a Hubble Andromeda több száz megfigyelése során. Ily módon a szimuláció a nézőknek áttekintést nyújt a hatalmas kiterjedésről és a részletekről, amelyeket a WFIRST egyetlen képpel képes nyújtani.
A szimulált lövés egy 34 000 fényév átmérőjű térséget fed le, és több mint 50 millió egyedi csillag vörös és infravörös fényét mutatja be. Ilyen képalkotó képességgel a WFIRST néhány hónapon belül képes felmérni az ég nagy részét a közeli infravörös spektrumban, mint a Hubble három évtized alatt - és éppen annyira részlettel.
Elisa Quintana, a NFSZ Goddard Űrrepülési Központ WFIRST kommunikációs projekthelyettes tudósítója biztos abban, hogy a WFIRST az asztrofizika forradalmát fogja eredményezni. Amint a NASA nemrégiben kiadott sajtóközleményében kijelentette:
„Olyan alapvető kérdések megválaszolására, mint például: Mennyire gyakoriak a bolygók, mint a Naprendszerünkben? Hogyan formálódnak, fejlődnek és kölcsönhatásba lépnek a galaxisok? Pontosan hogyan és miért változott az univerzum terjeszkedési üteme az idő múlásával? Olyan eszközre van szükségünk, amely széles és részletes képet nyújthat nekünk az égboltról. A WFIRST lesz az eszköz. ”
A szimulációban bemutatott 18 kép pontos ábrázolását képviseli, amit a WFIRST lát majd minden mutatással és képpel. A 18 detektorral, amelyek mindegyike 4096 x 4096 pixel méretű, a WFIRST nagyjából 1? a teliholdhoz képest, minden mutatóval - míg az egyes Hubble-képek a telihold területének 1% -ánál kisebb területet fednek le.
A képalkotó képességeken kívül a WFIRST rendkívüli felmérési sebessége is van, ami a széles látóterének eredménye. Azáltal, hogy képes egy nagyobb mutatót megfigyelni egyetlen mutatással, és gyorsan átkapcsolni az egyik mezőről a másikra, a missziócsoportnak nem kell átmennie a fárasztó folyamaton, amikor újratervezik minden alkalommal, amikor új mezőt akarnak felmérni.
Egy másik tényező az a pálya, amelyet a WFIRST fog elfoglalni, amely képet ad a Föld által általában nem akadályozott térről. mivel HubbleAz 560 km (350 mérföld) távolságban levő alacsony földi pálya (LEO) azt jelentette, hogy gyakran csak az orbitális periódusának felére tudott adatokat gyűjteni. A WFIRST kb. 1,6 millió km (1 millió mérföld) széles pályán halad. . Ezen a távolságon keresztül szinte folyamatosan képes megfigyeléseket végezni.
Ben Williams, a seattle-i washingtoni egyetem csillagásza volt a felelős a kép szimulált adatkészletének elkészítéséért. Mint elmagyarázta, a WFIRST értékes lehetőséget kínál a nagy közeli objektumok megértésére, például Andromeda, amelyek egyébként rendkívül időigényesek a felvételek készítésére, mert az ég ilyen nagy részét elfoglalják:
„Az elmúlt néhány évtizedben nagy felbontású képeket töltöttünk a közeli galaxisok kis részein. A Hubble segítségével megkapja ezeket a nagyon bonyolult pillantásokat a nagyon összetett közeli rendszerekről. A WFIRST segítségével hirtelen az egészet lefedheti anélkül, hogy sok időt költene. ”
Alapvetően az a képesség, hogy egy ilyen nagy területről képeket készítsen, az csillagászok számára biztosítja a szükséges összefüggéseket, hogy megértsék a csillagok kialakulását és a galaxisok időbeli változását. Alapvetően a széles látómező lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy ne csak az egyes csillagokat vagy galaxiseket tanulmányozzák, hanem az általuk lakott struktúrákat és a környező környezetet is.
A rendelkezésükre álló ilyen szintű technológiával és képességgel a misszióvezérlők várják, hogy hatalmas mennyiségű adatot gyűjtsön a kozmoszról. Ötéves tervezett küldetése során a WFIRST-nek várhatóan több mint 20 petabájtnyi információt gyűjt több bolygón, csillagok milliárdjain és galaxisok millióiin. Ezeket az adatokat felhasználják a kozmosz és az azt irányító törvények alapvető kérdéseinek megválaszolására.
Ezek között szerepel, hogy a kozmikus tágulás valami titokzatos, láthatatlan erő (más néven: Sötét energia), vagy az általános relativitásnak a kozmológiai léptékben való meghibásodása okozza-e; mikor jelentek meg az első galaxisok az univerzumban, és hogyan fejlődtek azóta; és hogy a Naprendszerünkön kívül eső bolygóknak (extoláris bolygóknak) van-e megfelelő légköre és felületükön az élet fenntartásához szükséges feltételek.
Julianne Dalcanton, a washingtoni egyetemi csillagászati professzor vezette a Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) programot, amelyen a szimulált adatok alapulnak. Mint elmagyarázta, a WFIRST ultra-teleobjektív és a szuper-széles látószögű képességek (amint azt szimulációjuk bemutatja) kombinációja úttörő lehet:
„Az Andromeda PHAT-felmérése óriási időbefektetés volt, gondos indokolást és előrelátást igényelve. Ez az új szimuláció megmutatja, milyen egyszerű lehet egy hasonló megfigyelés a WFIRST számára. ”
Amint működőképes, a WFIRST ideje jelentős részét több ezer távoli galaxis megfigyelésével tölti szupernóva robbanásokra, amelyek felhasználhatók a sötét energiának és az univerzum kibővítésének tanulmányozására. Ezt az időt arra is felhasználja, hogy feltérképezzék a galaxisok alakját és eloszlását annak érdekében, hogy jobban megértsék, hogyan fejlődött az Univerzum a Nagyrobbanás óta eltelt közel 14 milliárd év alatt.
A WFIRST ezenkívül a Tejút csillagok milliárdjának fényerejét is figyelemmel kíséri, hogy lehetséges mikrolengetési eseményeket várjon. Ezek akkor fordulnak elő, amikor a bolygók átmennek a csillag és a megfigyelő között, ideiglenesen erősítve a csillag fényét. Nagy felbontású képessége miatt a WFIRST várhatóan sok exoplaneket fog felfedezni, amelyek kicsi, távol vannak csillaguktól és a szélhámos bolygóktól - ezáltal létfontosságú szerepet játszanak az exoplanetek népszámlálásának befejezésében.
A WFIRST technológiai demonstrátorként fog viselkedni egy koronagráffal is, amelyet egy csillag fényének eltakarítására terveztek, hogy a körül keringő bolygók közvetlenül képezhetők és jellemezhetők legyenek. Egy másik részben a WFIRST által összegyűjtött adatok nyílt hozzáférésűek és azonnal elérhetők lesznek a nyilvánosság számára. Dalcanton szerint ez a misszió egyik legfontosabb aspektusa.
"A világ minden tájáról érkező emberek ezrei képesek lesznek gondolni ezekre az adatokra, és új módszereket dolgoznak ki ezek felhasználására" - mondta. "Nehéz előre látni, hogy a WFIRST adatok mi fognak felzárkózni, de tudom, hogy minél több ember néz rá, annál gyorsabb lesz a felfedezés."
Mindemellett a WFIRST misszió kiegészíti a már az űrben lévő megfigyelőközpontokat. Ide tartozik a NASA Hubble és a James Webb Űrtávcső (amely kiterjedt felméréseket fog végezni a közeli infravörös csatornában is), valamint az ESA-k Eukleidész küldetés - amely azt fogja mérni, hogy az Univerzum miként bővül, hogy meghatározza a Sötét Anyag és a Sötét Energia szerepét.
Mint Karoline Gilbert, a WFIRST missziós tudós a Baltimore-ban, Marylandben lévő Űrtávcső Tudományos Intézetének (STSI) tudósítója:
„A Hubble látótávolságának százszorosával és az ég gyors felmérésével a WFIRST rendkívül hatékony felfedező eszköz lesz. A Webb, amely százszor érzékenyebb és mélyebben látja az infravörös kapcsolatot, képes lesz kivételesen megfigyelni a WFIRST által felfedezett ritka csillagászati tárgyakat. Eközben a Hubble továbbra is egyedi képet fog látni az objektumok által kibocsátott optikai és ultraibolya fényről, amelyet a WFIRST felfedezett, és amelyet Webb követ. "
A 2020-as évek nagyon izgalmas időt jelentenek a csillagászok és az űrkutatás rajongói számára. A következő generációs földi és űrtávcsövek mellett, amelyeket üzembe helyeznek, számos küldetés a Holdra, a Marsra és a külső Naprendszerre irányul. Ha az Univerzum rejtélyeit és mindazt, ami benne rejlik, egy hagymával hasonlíthatjuk, akkor ebben a évtizedben több réteg biztosan visszahúzódik!
A szimulált képet az amerikai csillagászati társaság 235. ülésén mutatják be Honoluluban, Hawaii-ban.
