Mileura Widefield Array - demonstrator niskih frekvencija dobio je ovog tjedna 4,9 milijuna dolara financiranja Nacionalne zaklade za znanost. Opservatorij će se osvrnuti na najraniji Svemir kada je postojala samo tamna tvar i primordijalni vodik. Trebali bi moći vidjeti prve mrlje veće gustoće, jer se taj plin sastavljao zajedno u obliku prvih zvijezda i galaksija.
Novi teleskop koji će pomoći razumijevanju ranog svemira približava se izgradnji punih razmjera zahvaljujući nagradama od 4,9 milijuna dolara Nacionalne znanstvene zaklade američkom konzorciju na čelu s MIT-om.
Mileura Widefield Array - demonstrator niske frekvencije (LFD), koji u Australiji grade Sjedinjene Države i Australski partneri, također će omogućiti znanstvenicima da bolje predvide solarne eksplozije pregrijanog plina koji mogu pustošiti sa satelitima, komunikacijskim vezama i mrežama napajanja. , U prilog solarnim promatranjima, Ured zračnih snaga za znanstvena istraživanja također je nedavno dodijelio MIT-u u iznosu od 0,3 milijuna dolara za armaturnu opremu.
„Dizajn novog teleskopa usko je usredotočen na pogranične eksperimente u astrofizici i heliosferi. Planiramo iskoristiti ogromnu računalnu snagu modernih digitalnih elektroničkih uređaja, pretvarajući tisuće malih, jednostavnih, jeftinih antena u jedan od najmoćnijih i jedinstvenih astronomskih instrumenata na svijetu ", rekao je Colin J. Lonsdale, vođa projekta na MIT-ovom Haystack Opservatorija.
Suradnici LFD-a u Sjedinjenim Državama su Observatorij sijena, Institut za astrofiziku i svemirska istraživanja MIT Kavli i Harvard-Smithsonian Center za astrofiziku. Australski partneri uključuju CSIRO Australia Telescope National Facility i australijski sveučilišni konzorcij pod vodstvom Sveučilišta u Melbourneu, koji uključuje Australijsko nacionalno sveučilište, Tehničko sveučilište Curtin i drugi.
Prva galaksija, prva zvijezda
Ubrzo nakon Velikog praska, svemir je bio gotovo besprijekorno more tamne materije i plina. Kako su strukture poput naše galaksije nastale iz ove blage uniformnosti? S vremenom je gravitacija polako skupljala kondenzate materije, stvarajući mrlje veće i niže gustoće. U nekom se trenutku dovoljno plina koncentriralo u dovoljno mali prostor da su se pokrenuli složeni astrofizički procesi i rodile su se prve zvijezde.
U principu, možemo vidjeti kako i kada se to dogodilo gledajući najudaljenije dosege svemira, jer kako gledamo veće udaljenosti, tako se vraćamo i u vrijeme. Pronalaženje tih prvih zvijezda i iskonskih galaksija unutar kojih su se zapalili glavna je misija LFD-a.
Kako će teleskop to postići?
Ispada da vodik, koji je činio većinu obične materije u ranom svemiru, učinkovito emitira i apsorbira radio valove. Upravo su ti radio valovi, protezani ekspanzijom svemira, novi teleskop otkriveni, izmjereni i analizirani. Uočavajući fluktuacije svjetline širokim nebeskim širinama na ovim valnim duljinama, možemo otkriti stanje vodikovog plina kada je svemir bio maleni djelić njegove trenutne starosti.
"Radio astronomski teleskopi koji djeluju na niskoj frekvenciji pružaju priliku svjedocima formiranja prvih zvijezda, galaksija i klastera galaksija i testiranju naših teorija o podrijetlu građevine", rekla je Jacqueline Hewitt, direktorica Instituta MIT Kavli i profesor fizike. Dodala je da je "izravno promatranje ove rane epohe formiranja građevina sigurno jedno od najvažnijih mjerenja u astrofizičkoj kozmologiji koje tek treba učiniti."
Profesorica Rachel Webster sa sveučilišta u Melbournu rekla je: "Nadamo se također da ćemo vidjeti sferne rupe stvorene ranim kvazarima (aktivnim jezgrama galaksija) u glatkoj raspodjeli prvobitnog vodika. Oni će se pojaviti kao male tamne mrlje u kojima je kvazarno zračenje razdvojilo vodik na protone i elektrone. "
Razumijevanje "svemirskog vremena"
Ponekad sunce postane nasilno. Ogromne rafale pregrijanog plina ili plazme izbacuju se u međuplanetarni prostor i trče prema van na putu sudara sa Zemljom. Ova takozvana "izbacivanja mase mase tijela" i baklje s kojima su povezani odgovorni su za emisije polarne svjetlosti poznate kao aurore. Međutim, također se mogu igrati pustoš sa satelitima, komunikacijskim vezama i mrežama napajanja, te mogu ugroziti astronaute.
Učinak ovih izbacivanja iz plazme može se predvidjeti, ali ne baš dobro. Ponekad se izbačeni materijal odbacuje sa Zemljinim magnetskim poljem, a Zemlja je zaštićena. U drugim vremenima, štit ne uspije i može nastupiti velika šteta. Razlika je zbog magnetskih svojstava plazme.
Da bi poboljšali predviđanja i pružili pouzdano unaprijed upozorenje o nepovoljnom svemirskom vremenu, znanstvenici moraju izmjeriti magnetsko polje koje prožima materijal. Do sada nije bilo načina da se to mjerenje provede dok se materijal ne nađe blizu Zemlje.
LFD obećava da će to promijeniti. Teleskop će vidjeti tisuće svijetlih radio izvora. Plazma izbačena iz sunca mijenja radio valove tih izvora tijekom prolaska, ali na način koji ovisi o jačini i smjeru magnetskog polja. Analizirajući te promjene, znanstvenici će napokon moći zaključiti sva važna svojstva magnetskog polja izbacivanja koronalnih masa.
"Ovo je najvažnije mjerenje koje treba obaviti u prilog našem nacionalnom programu za svemirske vremenske uvjete, jer će dati unaprijed obavijesti o utjecajima vremenskih prilika na Zemlju sve uoči vremena utjecaja eksplozije plazme", rekao je Joseph Salah, direktor opservatorija sijena.
Teleskop
LFD će biti niz od 500 antenskih pločica raspoređenih u promjeru 1,5 kilometara ili gotovo milju. Svaka pločica površine je oko 20 stopa, a sastoji se od 16 jednostavnih i jeftinih dipolnih antena, učvršćenih na tlu i gledajući ravno gore.
Veliki konvencionalni teleskopi karakteriziraju ogromni konkavni diskovi koji se vrše i naginju kako bi se usredotočili na specifična područja neba. Zahvaljujući modernoj digitalnoj elektronici, LFD pločice također se mogu upravljati u bilo kojem smjeru - ali nisu potrebni nikakvi pokretni dijelovi. Umjesto toga, signali ili podaci iz svake male antene objedinjuju se i analiziraju moćna računala. Kombinirajući signale na različite načine, računala mogu učinkovito „usmjeriti“ teleskop u različitim smjerovima.
"Suvremena digitalna obrada signala, omogućena napretkom tehnologije, transformiraju radio astronomiju", rekao je Lincoln J. Greenhill iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku.
Ovaj je koncept testiran u predloženom parku Radio astronomije u Mileuri u zapadnoj Australiji s tri prototipske pločice koje su s ljubavlju spojeni rukom zajedno s MIT-a i australijskim diplomiranim studentima i istraživačima, rekao je Hewitt. „Pločice su se vrlo dobro uspjele. S njima smo bili prilično zadovoljni. "
Zašto Mileura? LFD teleskop će raditi na istim valnim duljinama gdje se obično nalaze FM radio i TV emisije. Dakle, ako bi bio smješten u blizini prometne metropole, signali potonje preplavili bi radio šapatima iz dubokog svemira. Planirano mjesto na Mileuri, međutim, iznimno je „radio tiho“ i također vrlo pristupačno.
Izvorni izvor: MIT News Release
