„Mileura Widefield“ masyvas - žemo dažnio demonstratorius šią savaitę buvo apdovanotas 4,9 mln. USD finansavimu iš Nacionalinio mokslo fondo. Observatorija pažvelgs į ankstyviausią Visatą, kai ten buvo tik tamsiosios medžiagos ir pirmykštis vandenilis. Jis turėtų turėti galimybę pamatyti pirmuosius didesnio tankio pleistrus, nes šios dujos susikaupė, kad sudarytų pirmąsias žvaigždes ir galaktikas.
Naujas teleskopas, padėsiantis suprasti ankstyvąją visatą, artėja prie visos apimties statybos, nes Nacionalinis mokslo fondas 4,9 mln. USD apdovanojimą suteikė JAV konsorciumui, kuriam vadovauja MIT.
„Mileura Widefield“ matrica - žemų dažnių demonstratorius (LFD), kurį Australijoje stato JAV ir Australijos partneriai, taip pat leis mokslininkams geriau numatyti perkaitintų dujų, galinčių sunaikinti palydovus, ryšių jungtis ir elektros tinklus, saulės smūgį. . Remdamas saulės stebėjimus, Oro pajėgų Mokslinių tyrimų tarnyba taip pat neseniai skyrė 0,3 mln. USD apdovanojimą MIT už masyvo įrangą.
„Naujojo teleskopo dizainas yra sutelktas į pasienio eksperimentus astrofizikos ir heliosferos moksluose. Mes planuojame panaudoti didžiulę šiuolaikinių skaitmeninių elektroninių prietaisų skaičiavimo galią, paversdami tūkstančius mažų, paprastų, pigių antenų vienais galingiausių ir unikaliausių astronominių instrumentų pasaulyje “, - sakė Colin J. Lonsdale, projekto vadovas MIT„ Haystack “. Observatorija.
LFD bendradarbiai JAV yra „Haystack“ observatorija, „MIT Kavli“ astrofizikos ir kosmoso tyrimų institutas ir Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centras. Australijos partneriai yra CSIRO Australijos teleskopo nacionalinis fondas ir Australijos universitetų konsorciumas, kuriam vadovauja Melburno universitetas, įskaitant Australijos nacionalinį universitetą, Curtino technologijos universitetą ir kitus.
Pirmoji galaktika, pirmoji žvaigždė
Neilgai trukus po Didžiojo sprogimo Visata buvo beveik neišsiskirianti tamsiosios medžiagos ir dujų jūra. Kaip susidarė tokios švelnios vienodumo struktūros kaip mūsų galaktika? Laikui bėgant, gravitacija lėtai sutelkė materijos kondensatus, sudarydama didesnio ir mažesnio tankio taškus. Tam tikru momentu pakankamai dujų susikaupė į pakankamai mažą erdvę, kad buvo suaktyvinti sudėtingi astrofiziniai procesai ir gimė pirmosios žvaigždės.
Iš esmės mes galime pamatyti, kaip ir kada tai atsitiko, žiūrėdami į tolimiausius Visatos siekius, nes žiūrėdami į didesnius atstumus mes taip pat žiūrime atgal į laiką. Pirmųjų LFD misija yra surasti šias pirmąsias žvaigždes ir pirmaprades galaktikas, kuriose jos užsidegė.
Kaip teleskopas tai padarys?
Pasirodo, kad vandenilis, kuris ankstyvojoje visatoje sudarė didžiąją dalį įprastų medžiagų, efektyviai skleidžia ir sugeria radijo bangas. Būtent šias radijo bangas, ištemptas visatos plėtimosi, galima aptikti, išmatuoti ir išanalizuoti naujuoju teleskopu. Stebėdami plataus dangaus bangų ryškumo svyravimus šiuose bangų ilgiuose, galime sužinoti vandenilio dujų būseną, kai Visata buvo maža dalelė dabartinio amžiaus.
„Radijo astronominiai teleskopai, veikiantys žemu dažniu, suteikia galimybę pamatyti pirmąsias žvaigždes, galaktikas ir galaktikų sankaupas bei išmėginti mūsų struktūros kilmės teorijas“, - sakė Jacqueline Hewitt, MIT Kavli instituto direktorė ir fizikos profesorius. Ji pridūrė, kad „tiesioginis šios ankstyvosios struktūros formavimo epochos stebėjimas yra neabejotinai vienas iš svarbiausių dar neatliekamų astrofizinės kosmologijos matavimų“.
Melburno universiteto profesorius Rachelis Websteris sakė: „Mes taip pat tikimės pamatyti sferines skylutes, kurias sukūrė ankstyvieji kvazariai [aktyviosios galaktikų šerdys], sklandžiai skleidžiant pirmykštį vandenilį. Jie pasirodys kaip mažos tamsios dėmės, kur kvazaro spinduliuotė padalijo vandenilį į protonus ir elektronus. “
„Kosminio oro“ supratimas
Kartais saulė būna žiauri. Didžiuliai perkaitintų dujų ar plazmos pliūpsniai išmetami į tarpplanetinę kosminę erdvę ir skrieja į išorę susidūrimo su žeme metu. Šios vadinamosios vainikinės masės išstūmimai ir su jais susijusios pakabos yra atsakingos už poliarinės šviesos pasirodymus, žinomus kaip auros. Tačiau jie taip pat gali smogti palydovams, ryšių jungtims ir elektros tinklams ir gali kelti pavojų astronautams.
Šių plazmos išstūmimų poveikį galima numatyti, bet ne labai gerai. Kartais išstumtą medžiagą nukreipia Žemės magnetinis laukas, o Žemė yra ekranuota. Kitu metu skydas sugenda ir gali būti padaryta didelė žala. Skirtumas yra dėl plazmos magnetinių savybių.
Norėdami pagerinti prognozes ir patikimai iš anksto įspėti apie nepalankius kosminius orus, mokslininkai turi išmatuoti magnetinį lauką, kuris prasiskverbia iš medžiagos. Iki šiol nebuvo įmanoma to matuoti, kol medžiaga nebus prie Žemės.
LFD žada tai pakeisti. Teleskopas išvys tūkstančius ryškių radijo šaltinių. Iš saulės išstumta plazma keičia tų šaltinių radijo bangas, kai jie praeina pro šalį, tačiau tokiu būdu, kuris priklauso nuo magnetinio lauko stiprio ir krypties. Analizuodami tuos pokyčius, mokslininkai pagaliau sugebės išskaičiuoti visas svarbiausias vainikinės masės išstūmimo magnetinio lauko savybes.
„Tai yra pats svarbiausias matas, kuris turi būti atliktas palaikant mūsų nacionalinę kosminių orų programą, nes tai iš anksto praneštų apie kosminių orų poveikį Žemėje gerokai anksčiau nei plazmos sprogo“, - sakė Josephas Salah, direktorius iš Haystack observatorijos.
Teleskopas
LFD bus 500 antenų „plytelių“ masyvas, išplatintas 1,5 kilometro ar beveik mylios skersmens srityje. Kiekviena plytelė yra maždaug 20 pėdų kvadratinio dydžio ir susideda iš 16 paprastų ir pigių dipolio antenų, pritvirtintų ant žemės ir nukreiptų tiesiai į viršų.
Dideliams įprastiems teleskopams būdingi didžiuliai įgaubti diskai, kurie nukreipiami ir pakreipiami, kad sutelktų dėmesį į konkrečias dangaus sritis. Šiuolaikinės skaitmeninės elektronikos dėka LFD plyteles taip pat galima „valdyti“ bet kuria kryptimi, tačiau judančių dalių nereikia. Verčiau kiekvienos mažos antenos signalai arba duomenys yra sujungiami ir analizuojami galingų kompiuterių. Derindami signalus skirtingais būdais, kompiuteriai gali efektyviai „nukreipti“ teleskopą skirtingomis kryptimis.
„Šiuolaikinis skaitmeninių signalų apdorojimas, kurį lemia technologijos pažanga, keičia radijo astronomiją“, - teigė Lincoln J. Greenhill iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro.
Ši koncepcija buvo išbandyta siūlomame radijo astronomijos parke Mileuroje, Vakarų Australijoje, su trimis prototipų plytelėmis, kurias „mielai sujungė rankomis“ ir kurias sukūrė MIT ir Australijos magistrantai bei tyrinėtojai, sakė Hewitt. „Plytelės pasirodė labai gražiai. Mes jais buvome patenkinti. “
Kodėl „Mileura“? LFD teleskopas veiks tais pačiais radijo bangų ilgiais, kur paprastai yra radijo ir TV transliacijos. Taigi, jei jis būtų pastatytas netoli užimto didmiesčio, pastarojo signalai išstumtų radijo šnabždesį iš giliosios visatos. Tačiau planuojama vieta Mileuroje yra išskirtinai „rami“ ir labai prieinama.
Originalus šaltinis: MIT naujienų pranešimas
