Mileura Widefield masīvs - zemu frekvenču demonstrētājs šonedēļ piešķīra 4,9 miljonus dolāru no Nacionālā zinātnes fonda finansējuma. Observatorija atskatīsies uz agrāko Visumu, kad tur bija tikai tumšā matērija un pirmatnējais ūdeņradis. Tam vajadzētu būt iespējai redzēt pirmos lielāka blīvuma plāksterus, jo šī gāze savilkās, veidojot pirmās zvaigznes un galaktikas.
Pateicoties Nacionālā zinātnes fonda piešķirtajam 4,9 miljonu USD piešķīrumam ASV konsorcijam, kuru vada MIT, jauns teleskops, kas palīdzēs izprast agrīno Visumu, tiek tuvināts pilna mēroga būvniecībai.
Mileura platā lauka masīvs - zemfrekvences demonstrētājs (LFD), kuru Austrālijā būvē Amerikas Savienotās Valstis un Austrālijas partneri, arī ļaus zinātniekiem labāk prognozēt pārkarsētas gāzes saules uzliesmojumus, kas var izraisīt postījumus ar satelītiem, sakaru saitēm un elektrotīkliem. . Atbalstot saules novērojumus, Gaisa spēku Zinātnisko pētījumu birojs nesen arī piešķīra MIT USD 0,3 miljonu balvu par masīva aprīkojumu.
“Jaunā teleskopa dizains ir stingri vērsts uz pierobežas eksperimentiem astrofizikā un heliosfēras zinātnē. Mēs plānojam izmantot mūsdienu digitālo elektronisko ierīču milzīgo skaitļošanas jaudu, pārvēršot tūkstošiem mazu, vienkāršu, lētu antenu par vienu no visspēcīgākajiem un unikālākajiem pasaules astronomiskajiem instrumentiem, ”sacīja Kolins J. Lonsdale, MIT siena kaudzes projekta vadītājs. Observatorija.
LFD līdzstrādnieki Amerikas Savienotajās Valstīs ir Haystack Observatory, MIT Kavli Astrofizikas un kosmosa pētījumu institūts un Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrs. Austrālijas partneri ir CSIRO Australia Telescope National Facility un Austrālijas universitāšu konsorcijs, kuru vada Melburnas universitāte, kurā ietilpst Austrālijas Nacionālā universitāte, Curtin Technology University un citi.
Pirmā galaktika, pirmā zvaigzne
Neilgi pēc lielā sprādziena Visums bija gandrīz bezjēdzīga tumšās vielas un gāzes jūra. Kā no šīs mīlīgās vienveidības veidojās tādas struktūras kā mūsu galaktika? Laika gaitā gravitācija lēnām salika matērijas kondensātus, izveidojot lielāka un zemāka blīvuma plankumus. Kādā brīdī pietiekami daudz gāzes koncentrējās pietiekami mazā telpā, ka tika iedarbināti sarežģīti astrofiziski procesi, un piedzima pirmās zvaigznes.
Principā mēs varam redzēt, kā un kad tas notika, aplūkojot vistālākos Visuma sasniegumus, jo, skatoties no lielākiem attālumiem, mēs arī atskatāmies laikā. Šo pirmo zvaigžņu un pirmatnējo galaktiku atrašana, kurās tās aizdegas, ir galvenā LFD misija.
Kā teleskops to veiks?
Izrādās, ka ūdeņradis, kas agrīnajā Visumā veidoja lielāko daļu no parastās vielas, efektīvi izstaro un absorbē radioviļņus. Tieši šos radioviļņus, kurus stiepj Visuma paplašināšanās, var noteikt, izmērīt un analizēt ar jauno teleskopu. Nosakot spilgtuma svārstības plašos debesu slāņos šajos viļņu garumos, mēs varam atklāt ūdeņraža gāzes stāvokli, kad Visums bija niecīga daļa no tā pašreizējā vecuma.
“Radioastronomiskie teleskopi, kas darbojas zemā frekvencē, sniedz iespēju novērot pirmo zvaigžņu, galaktiku un galaktiku kopu veidošanos un pārbaudīt mūsu struktūras teorijas par struktūras izcelsmi,” sacīja Žaklīna Hevita, MIT Kavli institūta direktore un a. fizikas profesors. Viņa piebilda, ka "acīmredzami šīs agrīnās struktūras veidošanās laikmeta novērošana ir viens no vissvarīgākajiem astrofiziskās kosmoloģijas mērījumiem, kas vēl jāveic."
Melburnas universitātes profesore Rašela Vebstere sacīja: “Mēs arī ceram redzēt sfēriskus caurumus, ko izveidojuši agrīnie kvazāri [galaktiku aktīvie kodoli] vienmērīgā pirmatnējā ūdeņraža izplatībā. Tie parādīsies kā mazi tumši plankumi, kur kvazārā radiācija sadalīja ūdeņradi protonos un elektronos. ”
Izpratne par “kosmosa laika apstākļiem”
Dažreiz saule kļūst vardarbīga. Milzīgi pārkarsētas gāzes vai plazmas sprādzieni tiek izvadīti starpplanētu telpā un brauc uz āru sadursmes kursā ar Zemi. Šīs tā saucamās “koronālās masas izmešanas” un uzliesmojumi, ar kuriem tie saistīti, ir atbildīgi par polāro gaismas šovu, kas pazīstams kā auroras. Viņi tomēr var arī izpostīt satelītus, sakaru saites un elektrotīklus, kā arī var apdraudēt astronautus.
Šo plazmas izgrūšanu ietekmi var paredzēt, bet ne pārāk labi. Dažreiz izmesto materiālu novirza Zemes magnētiskais lauks, un Zeme tiek pasargāta. Citreiz vairogs neizdodas, un tas var izraisīt plašu bojājumu. Atšķirība ir saistīta ar plazmas magnētiskajām īpašībām.
Lai uzlabotu prognozes un sniegtu ticamu iepriekšēju brīdinājumu par nelabvēlīgiem kosmosa laika apstākļiem, zinātniekiem jāmēra magnētiskais lauks, kas caurvij materiālu. Līdz šim nav bijis iespēju veikt šo mērījumu, kamēr materiāls nav tuvu Zemei.
LFD sola to mainīt. Teleskops redzēs tūkstošiem spilgtu radio avotu. No saules izstarotā plazma maina šo avotu radioviļņus, kad tie iziet cauri, bet tādā veidā, kas ir atkarīgs no magnētiskā lauka stipruma un virziena. Analizējot šīs izmaiņas, zinātnieki beidzot varēs secināt visas svarīgās koronālās masas izgrūšanas magnētiskā lauka īpašības.
"Šis ir visnozīmīgākais mērījums, kas jāveic, lai atbalstītu mūsu Nacionālo kosmosa laika programmu, jo tas jau iepriekš sniegtu paziņojumu par kosmosa laika apstākļu ietekmi uz Zemes daudz ātrāk pirms plazmas eksplozijas laika," sacīja Džozefs Salaha, direktors no Siena kaudzes observatorijas.
Teleskops
LFD būs 500 antenu “flīžu” masīvs, kas izkliedēts 1,5 kilometru vai gandrīz jūdzes diametrā. Katra flīze ir apmēram 20 pēdas kvadrātveida un sastāv no 16 vienkāršām un lētām dipola antenām, nostiprinātām uz zemes un vērstām taisni uz augšu.
Lielajiem parastajiem teleskopiem ir raksturīgi milzīgi ieliekti diski, kas uzliek un noliec, lai koncentrētos uz konkrētām debesu vietām. Pateicoties mūsdienu digitālajai elektronikai, LFD flīzes var arī “stūrēt” jebkurā virzienā - taču nav vajadzīgas kustīgas detaļas. Drīzāk signālus vai datus no katras mazās antenas apvieno un analizē jaudīgi datori. Apvienojot signālus dažādos veidos, datori var efektīvi “norādīt” teleskopu dažādos virzienos.
"Mūsdienu digitālā signāla apstrāde, kuru veicina tehnoloģiju sasniegumi, pārveido radioastronomiju," sacīja Linkolns Dž. Grīnijs no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra.
Šī koncepcija ir pārbaudīta MIT un Austrālijas absolventu un pētnieku ierosinātajā radioastronomijas parkā Mileurā Rietumaustrālijā ar trim prototipu flīzēm, kuras “mīļi savienotas ar rokām”, sacīja Hewitt. “Flīzes darbojās ļoti labi. Mēs ar viņiem bijām diezgan apmierināti. ”
Kāpēc tieši Mileura? LFD teleskops darbosies ar vienādiem radioviļņu garumiem, kur parasti notiek FM radio un TV apraide. Tātad, ja tas atrastos netālu no aizņemtas metropoles, signāli no pēdējās pārpludinātu radio čukstus no dziļā Visuma. Plānotā vieta Mileurā tomēr ir ārkārtīgi “radio klusa” un ir arī ļoti pieejama.
Oriģinālais avots: MIT ziņu izlaidums
