Mileura Widefield Array - nízkofrekvenčný demonštrátor získal tento týždeň finančnú podporu od National Science Foundation vo výške 4,9 milióna dolárov. Hvezdáreň sa bude obzerať späť do najstaršieho vesmíru, keď tam bola iba temná hmota a prvotný vodík. Mal by byť schopný vidieť prvé škvrny s vyššou hustotou, pretože tento plyn sa spojil a vytvoril prvé hviezdy a galaxie.
Nový teleskop, ktorý pomôže pochopiť raný vesmír, sa priblíži k úplnej výstavbe vďaka cene 4,9 milióna dolárov od National Science Foundation americkému konzorciu vedenému MIT.
Mileura Widefield Array - nízkofrekvenčný demonštrátor (LFD), ktorý v Austrálii stavajú Spojené štáty a austrálski partneri, tiež umožní vedcom lepšie predvídať slnečné výbuchy prehriateho plynu, ktoré môžu spôsobiť katastrofu so satelitmi, komunikačnými spojeniami a energetickými sieťami. , Na podporu slnečných pozorovaní nedávno Letecký úrad pre vedecký výskum tiež nedávno udelil MIT cenu 0,3 milióna dolárov za vybavenie poľa.
„Dizajn nového ďalekohľadu je úzko zameraný na hraničné experimenty v astrofyzike a heliospherike. Plánujeme využiť obrovský výpočtový výkon moderných digitálnych elektronických zariadení a zmeniť tisíce malých, jednoduchých a lacných antén na jeden z najsilnejších a jedinečných astronomických prístrojov na svete, “povedal Colin J. Lonsdale, vedúci projektu v Haystack MIT. observatórium.
Spolupracovníkmi LFD v Spojených štátoch sú Haystack Observatory, Inštitút astrofyziky a kozmického výskumu MIT Kavli a Harvard-Smithsonianovo centrum pre astrofyziku. Medzi austrálskych partnerov patrí národné zariadenie CSIRO Australia Telescope National Facility a austrálske univerzitné konzorcium vedené University of Melbourne, medzi ktoré patrí Austrálska národná univerzita, Curtin University of Technology a ďalšie.
Prvá galaxia, prvá hviezda
Krátko po Veľkom tresku bol vesmír takmer temným morom temnej hmoty a plynu. Ako sa z tejto nevýraznej uniformity vytvorili štruktúry, ako je naša galaxia? V priebehu času gravitácia pomaly spájala kondenzácie hmoty, čím sa vytvorili škvrny s vyššou a nižšou hustotou. V určitom okamihu sa dostatok plynu koncentrovalo do dostatočne malého priestoru, aby sa spustili zložité astrofyzikálne procesy a narodili sa prvé hviezdy.
V zásade vidíme, ako a kedy sa to stalo, keď sa pozrieme na najvzdialenejšie záseky vesmíru, pretože keď sa pozrieme na väčšie vzdialenosti, obzeráme sa tiež späť v čase. Nájdenie týchto prvých hviezd a prvotných galaxií, v ktorých sa vznietili, je primárnym poslaním LFD.
Ako to dosiahne ďalekohľad?
Ukazuje sa, že vodík, ktorý tvoril väčšinu bežných vecí v ranom vesmíre, efektívne vysiela a absorbuje rádiové vlny. Práve tieto rádiové vlny, ktoré sa tiahnu od rozširovania vesmíru, môžu byť detekované, zmerané a analyzované novým teleskopom. Zaznamenaním výkyvov jasu cez široké pruhy oblohy na týchto vlnových dĺžkach môžeme zistiť stav plynného vodíka, keď bol vesmír nepatrný zlomok jeho súčasného veku.
"Rádio astronomické teleskopy pracujúce s nízkou frekvenciou poskytujú príležitosť svedčiť o vzniku prvých hviezd, galaxií a zhlukov galaxií a otestovať naše teórie pôvodu štruktúry," uviedla Jacqueline Hewitt, riaditeľka inštitútu MIT Kavli a profesor fyziky. Dodala, že „priame pozorovanie tejto ranej epochy tvorby štruktúr je pravdepodobne jedným z najdôležitejších meraní v astrofyzikálnej kozmológii, ktoré sa ešte musia urobiť.“
Profesorka Rachel Webster z University of Melbourne uviedla: „Dúfame, že sférické diery vytvorené skorými kvázarmi (aktívnymi jadrami galaxií) v hladkej distribúcii pravekého vodíka. Tieto sa objavia ako malé tmavé škvrny, kde kvazarové žiarenie rozdelilo vodík na protóny a elektróny. “
Pochopenie „vesmírneho počasia“
Slnko sa niekedy stáva násilným. Obrovské výbuchy prehriateho plynu alebo plazmy sa dostanú do medziplanetárneho priestoru a pretekajú smerom von na kolíznej dráhe so Zemou. Tieto takzvané „ejekcie koronálnych hmôt“ a svetlice, s ktorými sú spojené, sú zodpovedné za polárne svetelné predstavenia známe ako aurory. Môžu však tiež spustošiť satelity, komunikačné spojenia a energetické siete a môžu ohroziť astronautov.
Vplyv týchto plazmových ejekcií je možné predpovedať, ale nie veľmi dobre. Vyhadzovaný materiál je niekedy odklonený zemským magnetickým poľom a Zem je tienená. Inokedy zlyhá štít a môže dôjsť k rozsiahlemu poškodeniu. Rozdiel je spôsobený magnetickými vlastnosťami plazmy.
Vedci musia zmerať magnetické pole, ktoré preniká materiálom, aby sa zlepšili predpovede a poskytlo spoľahlivé predbežné varovanie pred nepriaznivým počasím v kozme. Doteraz nebolo možné vykonať toto meranie, kým sa materiál nebude nachádzať blízko Zeme.
LFD sľubuje, že to zmení. Dalekohled uvidí tisíce jasných rádiových zdrojov. Plazma vypustená zo slnka mení rádiové vlny týchto zdrojov, keď prechádzajú, ale spôsobom, ktorý závisí od sily a smeru magnetického poľa. Analýzou týchto zmien budú vedci konečne schopní odvodiť všetky dôležité vlastnosti magnetického poľa z vystrekovania koronálnej hmoty.
"Toto je najdôležitejšie meranie, ktoré sa má vykonať na podporu nášho Národného programu pre vesmírne počasie, pretože by vopred poskytlo informácie o vplyvoch kozmického počasia na Zem v dostatočnom predstihu pred dopadom plazmového výbuchu," uviedol Joseph Salah, riaditeľ observatória Haystack.
Ďalekohľad
LFD bude matica 500 anténnych „dlaždíc“ rozmiestnených na ploche s priemerom 1,5 kilometra alebo takmer míľu. Každá dlaždica má štvorec asi 20 stôp a pozostáva zo 16 jednoduchých a lacných dipólových antén, ktoré sú pripevnené k zemi a hľadia priamo hore.
Veľké konvenčné teleskopy sa vyznačujú obrovskými vydutými diskami, ktoré sa nakláňajú a nakláňajú, aby sa zamerali na konkrétne oblasti oblohy. Vďaka modernej digitálnej elektronike je možné dlaždice LFD „riadiť“ v ľubovoľnom smere - nie sú však potrebné žiadne pohyblivé časti. Signály alebo dáta z každej malej antény sú skôr spojené a analyzované výkonnými počítačmi. Kombináciou signálov rôznymi spôsobmi môžu počítače efektívne „nasmerovať“ ďalekohľad rôznymi smermi.
„Moderné spracovanie digitálneho signálu umožnené pokrokom v technológii transformuje rádioastronómiu,“ uviedol Lincoln J. Greenhill z Harvard-Smithsonianského centra pre astrofyziku.
Táto koncepcia bola testovaná v navrhovanom Rádio astronomickom parku v Mileure v západnej Austrálii s tromi prototypovými dlaždicami „láskyplne zapojených ručne“ študentmi a výskumníkmi z MIT a austrálskeho postgraduálneho štúdia, uviedol Hewitt. „Dlaždice fungovali veľmi pekne. Boli sme s nimi celkom spokojní. “
Prečo Mileura? Teleskop LFD bude pracovať na rovnakých rádiových vlnových dĺžkach, kde sa bežne vyskytujú rozhlasové a televízne vysielania v pásme FM. Takže ak by bola umiestnená blízko rušnej metropoly, signály z tejto metropoly by zaplavili rozhlasové šepotanie z hlbokého vesmíru. Plánované miesto v Mileure je však výnimočne „rádio ticho“ a je tiež vysoko prístupné.
Pôvodný zdroj: MIT News Release
