Масира "Милура Широфилд" - демонстратор на ниска честота бе отличен с $ 4.9 милиона финансиране от Националната научна фондация тази седмица. Обсерваторията ще погледне към най-ранната Вселена, когато е имало само тъмна материя и първичен водород. Трябва да могат да се видят първите петна с по-голяма плътност, тъй като този газ се събира, за да образува първите звезди и галактики.
Нов телескоп, който ще помогне за разбирането на ранната Вселена, се приближава към пълномащабното строителство благодарение на награда от 4,9 милиона долара от Националната научна фондация към американски консорциум, ръководен от MIT.
Масивът Mileura Widefield - демонстратор с ниска честота (LFD), който се изгражда в Австралия от Съединените щати и австралийските партньори, също ще позволи на учените да прогнозират по-добре слънчевите изблици на прегрял газ, които могат да играят поразия със спътници, комуникационни връзки и електрически мрежи , В подкрепа на слънчевите наблюдения, наскоро Службата за научни изследвания на ВВС също направи награда от MIT на стойност 0,3 милиона долара за оборудване на масив.
„Дизайнът на новия телескоп е тясно фокусиран върху граничните експерименти в астрофизиката и науката за гелиосферата. Ние планираме да използваме огромната изчислителна мощ на съвременните цифрови електронни устройства, превръщайки хиляди малки, прости, евтини антени в един от най-мощните и уникални астрономически инструменти в света “, каза Колин Дж. Лонсдейл, лидер на проекта в MIT's Haystack обсерватория.
Сътрудници на LFD в Съединените щати са Haystack Observatory, MIT Kavli Институт за астрофизика и космически изследвания и Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Австралийските партньори включват CSIRO Australia Telescope National Facility и австралийски университетски консорциум, ръководен от Университета в Мелбърн, който включва Австралийския национален университет, Технологичния университет в Къртин и други.
Първа галактика, първа звезда
Малко след Големия взрив вселената беше почти безхаберно море от тъмна материя и газ. Как структури като нашата галактика са се образували от тази нежна равномерност? С течение на времето гравитацията бавно привлича кондензите на материята, създавайки петна с по-висока и по-ниска плътност. В един момент достатъчно количество газ се концентрира в достатъчно малко пространство, че се задействат сложни астрофизични процеси и се раждат първите звезди.
По принцип можем да видим как и кога това се е случило, като погледнем към най-отдалечените достижения на Вселената, защото докато гледаме на по-големи разстояния, ние също поглеждаме назад във времето. Намирането на тези първи звезди и изначалните галактики, в които те са се запалили, е основна мисия на LFD.
Как телескопът ще постигне това?
Оказва се, че водородът, който съставлява по-голямата част от обикновената материя в ранната Вселена, ефективно излъчва и поглъща радиовълни. Именно тези радиовълни, опънати от разширяването на Вселената, могат да бъдат открити, измерени и анализирани от новия телескоп. Забелязвайки колебанията в яркостта на широки небесни повърхности при тези дължини на вълните, можем да открием състоянието на водородния газ, когато Вселената е била малка част от сегашната си епоха.
„Радиоастрономическите телескопи, работещи на ниска честота, дават възможност да станем свидетели на формирането на първите звезди, галактики и струпвания на галактики и да тестваме нашите теории за произхода на структурата“, казва Жаклин Хюит, директор на MIT Kavli Institute и професор по физика. Тя добави, че „прякото наблюдение на тази ранна епоха от формирането на структурата е несъмнено едно от най-важните измервания в астрофизичната космология, които все още трябва да бъдат направени“.
Професор Рейчъл Уебстър от Университета в Мелбърн каза: „Надяваме се също да видим сферични дупки, създадени от ранни квазари [активни ядра на галактики] при гладкото разпределение на първоначалния водород. Те ще се появят като малки тъмни петна, където квазаровото излъчване разделя водорода на протони и електрони. “
Разбиране на „космическо време“
Понякога слънцето се насилва. Огромни изблици на прегрял газ или плазма се изхвърлят в междупланетното пространство и се движат навън по сблъсък с Земята. Тези така наречени „изхвърляния на коронална маса“ и факелите, с които те са свързани, са отговорни за шоуто на полярната светлина, известно като аурора. Освен това те могат да играят поразия със спътници, комуникационни връзки и електрически мрежи и могат да застрашат астронавтите.
Въздействието на тези плазмени изхвърляния може да се предвиди, но не много добре. Понякога изхвърленият материал се отклонява от магнитното поле на Земята и Земята е екранирана. В други времена щитът се проваля и могат да последват широко повреди. Разликата се дължи на магнитните свойства на плазмата.
За да подобрят прогнозите и да осигурят надеждно предварително предупреждение за неблагоприятно космическо време, учените трябва да измерват магнитното поле, което прониква в материала. Досега няма начин да се направи това измерване, докато материалът е близо до Земята.
LFD обещава да промени това. Телескопът ще види хиляди ярки радиоизточници. Плазмата, изхвърлена от слънцето, променя радиовълните на тези източници, докато преминават, но по начин, който зависи от силата и посоката на магнитното поле. Анализирайки тези промени, учените най-сетне ще могат да изведат всички важни свойства на магнитното поле на изхвърлянията на короналната маса.
„Това е най-решаващото измерване, което трябва да бъде направено в подкрепа на нашата Национална програма за космически метеорологични условия, тъй като ще даде предварително известие за космическите метеорологични ефекти върху Земята доста преди времето на въздействие на плазмения срив“, казва Джоузеф Салах, директор на Обсерваторията на сено.
Телескопът
LFD ще бъде масив от 500 антени "плочки", разположени на диаметър 1,5 километра или почти една миля. Всяка плочка е с площ около 20 фута и се състои от 16 прости и евтини диполни антени, фиксирани на земята и гледащи право нагоре.
Големите конвенционални телескопи се характеризират с огромни вдлъбнати дискове, които върха и се накланят, за да се съсредоточат върху конкретни области на небето. Благодарение на съвременната цифрова електроника, LFD плочките могат също да бъдат „управлявани“ във всяка посока - но не се изискват движещи се части. По-скоро сигналите или данните от всяка малка антена се събират и анализират от мощни компютри. Комбинирайки сигналите по различни начини, компютрите могат ефективно да „насочват” телескопа в различни посоки.
„Съвременната дигитална обработка на сигнали, осигурена от напредъка на технологиите, превръща радиоастрономията“, казва Линкълн Дж. Грийнхил от Центъра за астрофизика в Харвард-Смитсони.
Тази концепция е изпробвана в предложения парк за радиоастрономия в Милера в Западна Австралия с три прототипи, „любовно свързани заедно с ръка“ от MIT и австралийски аспиранти и изследователи, каза Хюит. „Плочките се представиха много добре. Бяхме доста доволни от тях. "
Защо Милура? Телескопът LFD ще работи на същите радиовълни, където обикновено се намират FM радио и телевизионни излъчвания. Така че, ако беше разположен в близост до оживен метрополис, сигналите от последния щяха да потънат в радиото шепота от дълбоката Вселена. Планираната площадка в Милура обаче е изключително „радио тихо“ и също така е много достъпна.
Оригинален източник: MIT News Release
