Da bi se pomoglo u probavi nove ere u radio astronomiji, nova tehnika za poboljšanje stanja odvija se na radioteleskopu Westerbork Synthesis (WSRT) u Nizozemskoj. Dodavanjem ploče s detektorima u žarišnu ravninu samo jedne od 14 radio antena na WSRT-u, astronomi s Nizozemskog instituta za radio astronomiju (ASTRON) uspjeli su slikati dva pulsara odvojena s više od 3,5 stupnjeva luka, što je otprilike 7 puta veća od punog Mjeseca što se vidi sa Zemlje.
Novi projekt - nazvan Apertif - koristi niz detektora u žarišnoj ravnini radio-teleskopa. Ovaj 'fazni niz polja' - napravljen od 121 zasebnog detektora - povećava vidno polje radioteleskopa za preko 30 puta. Pritom, astronomi mogu vidjeti veći dio neba u radio-spektru. Zašto je to važno? Pa, u skladu s analogijom s prehrambenom tečajem, zamislite da pokušate pojesti zdjelu juhe s napitkom - istovremeno možete unijeti samo mali dio juhe u usta. Zatim zamislite da ga pokušate pojesti s lončićem.
Ta ista analogija izmjere i promatranja neba radijskim izvorima vrijedi. Dr. Tom Oosterloo, glavni istraživač projekta Apertif, objašnjava meso nove tehnike:
"Postepeno napajanje niza sastoji se od 121 male antene, usko povezane zajedno. Ova matrica pokriva oko 1 kvadratni metar. Svaki WSRT u fokusu će imati takvu antenu. Ova matrica u potpunosti uzorkuje polje zračenja u žarišnoj ravnini. Kombinacijom signala svih 121 elemenata dolazi do 'složenih zraka' [tako svugdje] može se formirati koji se može usmjeriti tako da usmjerava na bilo koje mjesto unutar područja od 3 × 3 stupnja na nebu. Kombinacijom signala svih 121 elemenata može se optimizirati odziv teleskopa, tj. Mogu se ukloniti sva optička izobličenja (jer se polje zračenja u potpunosti mjeri). Taj se postupak obavlja paralelno 37 puta, tj. Stvara se 37 složenih greda. Svaka sastavljena zraka u osnovi funkcionira kao zasebni teleskop. Ako to radimo u svim WSRT jelima, imamo 37 WSRT-ova paralelno. Upravljajući svim snopovima na različita mjesta u regiji od 3 × 3 stupnja, cijelu tu oblast možemo promatrati. "
Drugim riječima, tradicionalni radio-teleskopi koriste samo jedan detektor u žarišnoj ravnini teleskopa (gdje je cijelo zračenje fokusirano teleskopom). Novi detektori nešto su slični CCD čipu u vašoj kameri ili onima koji se koriste u modernim optičkim teleskopima poput Hubblea. Svaki zasebni detektor u nizu prima podatke, a kombiniranjem podataka u kompozitnu sliku može se snimiti visokokvalitetna slika.
Novi niz također će proširiti vidno polje radioteleskopa, što je omogućilo ovo posljednje promatranje široko odvojenih pulsara na nebu, što je prekretnica za projekt. Kao dodatni bonus, novi detektor će povećati učinkovitost „otvora“ na oko 75%, u odnosu na 55% kod tradicionalnih antena.
Doktor Oosterloo objasnio je: "Učinkovitost otvora je veća jer imamo mnogo veću kontrolu nad poljem zračenja u žarišnoj ravnini. S klasičnim antenskim sustavima (kao u starom WSRT ili kao u eVLA) mjeri se radijacijsko polje samo u jednoj točki. Mjerenjem polja zračenja u cijeloj žarišnoj ravnini i vještim kombiniranjem signala svih elemenata, učinci optičke distorzije mogu se umanjiti, a veći dio dolaznog zračenja može se upotrijebiti za sliku neba. "
Za sada postoji samo jedna od 14 radio antena opremljenih Apertifom. Joeri Van Leeuwen, istraživač na ASTRON-u, rekao je u intervjuu putem e-pošte da će 2011. godine 12 antena biti opremljeno novim nizom detektora.
Nebeske ankete posljednjih su godina astronomi dobra. Uzimajući ogromne količine podataka i stavljajući ih na raspolaganje znanstvenoj zajednici, astronomi su mogli učiniti mnogo više otkrića nego što bi ih mogli primijeniti na vrijeme na različitim instrumentima.
Iako su dosad obavljena neka nebeska istraživanja u radio spektru - najizglednija je VLA PRVA anketa - polje mora biti još dugo. Apertif je prvi korak u pravcu istraživanja čitavog neba u radio spektru s velikim detaljima, a očekuje se da će mnoga otkrića biti korištena novom tehnikom.
Očekuje se da će Apertif otkriti preko 1000 pulsara na temelju trenutnog modeliranja populacije galaktičkog pulsara. Također će biti korisno sredstvo za proučavanje neutralnog vodika u Svemiru na velikim mjerilima.
Dr. Oosterloo et. dr. napisao je u radu objavljenom na Arxivu u srpnju 2010., „Jedna od glavnih znanstvenih primjena širokopoljnih radio teleskopa koji rade na frekvencijama GHz je promatranje velikih količina prostora kako bi se napravio popis neutralnog vodika u Svemiru. Uz pomoć takvih podataka, svojstva neutralnog vodika u galaksijama kao funkcija mase, tipa i okoline mogu se detaljno proučavati i, što je važno, po prvi se puta može riješiti evolucije tih svojstava crvenim pomakom. "
Dodavanje radio-spektra u istraživanja vidljivog i infracrvenog neba pomoglo bi u preciziranju trenutnih teorija o svemiru, kao i do novih otkrića. Što više očiju imamo na nebu u različitim spektrima, to je bolje.
Iako je Apertif prvi takav detektor koji se koristi, postoje planovi za ažuriranje ostalih radijskih teleskopa. Oosterloo je o drugim takvim projektima rekao: "Fazni niz feedova također gradi ASKAP, australijski SKA Pathfinder. To je instrument sličnih karakteristika kao Apertif. Naš je glavni konkurent, iako također surađujemo na mnogim stvarima. Također sam svjestan prototipa koji se trenutno testira na Arecibu. U Kanadi, DRAO [Dominion Radio Astrophysical Observatory] radi na faznom razvoju nizova napajanja. Međutim, samo Apertif i ASKAP će u kratkom roku izgraditi stvarni radioteleskop s radom faznih feedova polja. "
22. i 23. studenoga održan je znanstveni koordinacijski sastanak o projektu Apertif u Dwingelou u Drentheu u Nizozemskoj. Oosterloo je rekao da je sastanku prisustvovalo 40 astronoma, iz Europe, SAD-a, Australije i Južne Afrike kako bi razgovarali o budućnosti projekta, te da postoji veliko zanimanje za potencijal ove tehnike.
Izvori: ASTRON-ovo priopćenje za javnost, Arxiv, e-mail intervju s dr. Tomom Oosterloom i dr. Joerijem Van Leeuwenom
