A Mileura Widefield Array - alacsony frekvenciájú bemutató számára a Nemzeti Tudományos Alapítvány ezen a héten 4,9 millió dollár támogatást kapott. A csillagvizsgáló visszatekint a legkorábbi világegyetemre, amikor csak a sötét anyag és az ősi hidrogén volt. Látnia kell az első nagyobb sűrűségű foltokat, mivel ez a gáz összehúzódott, hogy képezzék az első csillagokat és galaxisokat.
Egy új távcső, amely elősegíti a korai világegyetem megértését, egyre közelebb áll a teljes méretű építkezéshez, köszönhetően a Nemzeti Tudományos Alapítvány 4,9 millió dolláros díjának az MIT által vezetett amerikai konzorcium számára.
A Mileura Widefield Array - alacsony frekvenciájú demonstrátor (LFD), amelyet Ausztráliában építenek az Egyesült Államok és az ausztrál partnerek, szintén lehetővé teszi a tudósok számára, hogy jobban előre jelezzék a túlhevített gáz napsugárzását, amely műholdakkal, kommunikációs kapcsolatokkal és elektromos hálózatokkal pusztíthat. . A napfigyelések támogatására a Légierő Tudományos Kutatási Hivatala nemrégiben 0,3 millió dolláros díjat ítél oda az MIT-nek a tömbfelszerelésért.
„Az új távcső tervezése szorosan a határ menti kísérletekre koncentrálódik az asztrofizika és a helioszférában. Azt tervezzük, hogy kihasználjuk a modern digitális elektronikus eszközök óriási számítási teljesítményét, ezer apró, egyszerű, olcsó antennát alakítva a világ egyik legerősebb és legegyszerűbb csillagászati eszközévé ”- mondta Colin J. Lonsdale, a projekt vezetője az MIT szénakazalában. Obszervatórium.
Az LFD munkatársai az Egyesült Államokban a Haystack Observatory, az MIT Kavli Asztrofizikai és Űrkutatási Intézet és a Harvard-Smithsonian Astrophysic Center. Az ausztrál partnerek között szerepel a CSIRO Australia Telescope National Facility és egy ausztrál egyetemi konzorcium, amelyet a Melbourne Egyetem vezet, amely magában foglalja az Australian National University, a Curtin University of Technology és mások.
Első galaxis, első csillag
Röviddel a nagy robbanás után az univerzum a sötét anyag és a gáz szinte jellegtelen tengere volt. Hogyan alakultak ki a szerkezetek, mint például a galaxisunk, ebből az unalmas egységességből? Az idő múlásával a gravitáció lassan összehúzta az anyag kondenzációit, nagyobb és alacsonyabb sűrűségű foltokat hozva létre. Egy ponton elegendő mennyiségű gáz koncentrálódott egy elég kicsi térbe, hogy összetett asztrofizikai folyamatok induljanak, és az első csillagok megszülettek.
Elvileg láthatjuk, hogy mikor és mikor történt ez, a világegyetem legtávolabbi határain keresztül, mivel nagyobb távolságokra tekintünk, az időben visszatekintve is. Az LFD elsődleges feladata ezen első csillagok és az ősi galaxisok megtalálása, amelyeken belül meggyulladtak.
Hogyan fogja ezt megvalósítani a távcső?
Kiderült, hogy a hidrogén, amely a korai univerzumban a szokásos anyag nagy részét alkotja, hatékonyan bocsátja ki és elnyeli a rádióhullámokat. Ezeket a rádióhullámokat, amelyeket a világegyetem tágulása húz meg, észlelhetjük, mérhetjük és elemezhetjük az új távcsővel. Ha ezen a hullámhosszon megfigyeljük a fényerősség-ingadozást az ég széles hullámhosszán, felfedezhetjük a hidrogéngáz állapotát, amikor az univerzum jelenlegi korszakának apró része volt.
"Az alacsony frekvencián működő rádiócsillagászati távcsövek lehetőséget biztosítanak az első csillagok, galaxisok és galaxiscsoportok kialakulásának megfigyelésére, és kipróbálni a szerkezet eredetének elméleteinket" - mondta Jacqueline Hewitt, az MIT Kavli Intézet igazgatója és egy fizika professzor. Hozzátette, hogy "a szerkezet kialakulásának korai korszakának közvetlen megfigyelése vitathatatlanul az asztrofizikai kozmológia egyik legfontosabb mérése, amelyet még el kell végezni".
Rachel Webster, a Melbourne-i Egyetem professzora elmondta: „Reméljük, hogy a korai kvazárok [galaxisok aktív magjai] által létrehozott gömbös lyukakat is láthatjuk az ősidő hidrogénének egyenletes eloszlásában. Ezek kis, sötét foltokként jelennek meg, ahol a kvazáris sugárzás megosztja a hidrogént protonokká és elektronokká. "
Az „űr időjárás” megértése
Időnként a nap heves lesz. Hatalmas túlhevített gáz vagy plazma kitörések kerülnek a bolygók közötti térbe, és kifelé versenyeznek egy ütközés során a Földdel. Ezek az úgynevezett „koronális tömeg-kidobások” és a fáklyák, amelyekhez kapcsolódnak, felelősek az auroras néven ismert sarki fénykibocsátásokért. Ugyanakkor ártalmatlanságot játszhatnak műholdakkal, kommunikációs összeköttetésekkel és elektromos hálózatokkal, és veszélyeztethetik az űrhajósokat.
Ezen plazmakibocsátások hatása megjósolható, de nem túl jól. Időnként a kidobott anyagot a Föld mágneses mezője eltéríti, és a Föld árnyékolt. Más esetekben a pajzs meghibásodhat, és széles körű károk következhetnek be. A különbség a plazma mágneses tulajdonságainak tudható be.
A kedvezőtlen időjárási időjárási előrejelzések javítása és megbízható előrejelzése érdekében a tudósoknak meg kell mérniük az anyagot áthatoló mágneses mezőt. Mindeddig nem volt mód a mérésre, amíg az anyag a Föld közelében van.
Az LFD megígéri ezt megváltoztatni. A távcső sok ezer fényes rádióforrást fog látni. A nap által kibocsátott plazma megváltoztatja ezen források rádióhullámait, amikor áthaladnak, de oly módon, hogy az függ a mágneses mező erősségétől és irányától. E változások elemzésével a tudósok végre le tudják következtetni a koronális tömeg-kidobások összes fontos mágneses tulajdonságát.
"Ez a legfontosabb mérés, amelyet a Nemzeti Űr Időjárási Programunk támogatása érdekében el kell végezni, mivel ez jóval a plazma robbantása idején előre jelezné a Föld űrjárási időjárási hatásait" - mondta Joseph Salah, igazgató a Haystack Obszervatórium.
A távcső
Az LFD 500 antenna „csempe” tömbje lesz, amely 1,5 kilométer vagy egy mérföld átmérőjű területen oszlik meg. Minden lapka körülbelül 20 láb négyzet, és 16 egyszerű és olcsó dipólantennából áll, amelyek a földre vannak rögzítve és egyenesen felfelé néznek.
A nagy, hagyományos távcsöveket hatalmas konkáv tárcsák jellemzik, amelyek a hegyekre billennek és dőlnek, hogy az ég bizonyos területeire összpontosítsanak. A modern digitális elektronikanak köszönhetően az LFD lapok bármilyen irányban „irányíthatók” - de mozgó alkatrészekre nincs szükség. Inkább az egyes kis antennák jeleit vagy adatait nagy teljesítményű számítógépek egyesítik és elemzik. A jelek különböző módon történő kombinálásával a számítógépek hatékonyan „irányíthatják” a távcsövet különböző irányokba.
"A modern digitális jelfeldolgozás, amelyet a technológiai fejlődés lehetővé tesz, átalakítja a rádiócsillagászatot" - mondta Lincoln J. Greenhill, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ.
Ezt a koncepciót vizsgálták a nyugat-ausztráliai Mileura-ban, a javasolt rádiócsillagászati parkban, három prototípus csempével, amelyeket „MIT szeretettel kötött össze” az MIT és az ausztrál végzettségű hallgatók és kutatók - mondta Hewitt. „A lapok nagyon szépen teljesítettek. Nagyon elégedettek voltunk velük. ”
Miért Mileura? Az LFD teleszkóp ugyanolyan rádióhullámhosszon fog működni, ahol általában megtalálhatók az FM rádió és TV adások. Tehát ha egy forgalmas metropolisz közelében helyezkednének el, az utóbbi jelei eldughatnák a rádió suttogását a mély univerzumból. A tervezett település a Mileurában azonban kivételesen „rádiócsendes”, és szintén nagyon hozzáférhető.
Eredeti forrás: MIT sajtóközlemény
