Mileura Widefield Array - Low Frequency Demonstrator на этой неделе получил финансирование от Национального научного фонда в размере 4,9 миллиона долларов. Обсерватория обратится к самой ранней Вселенной, когда существовала только темная материя и первичный водород. Он должен быть в состоянии увидеть первые пятна более высокой плотности, поскольку этот газ сплотился, чтобы сформировать первые звезды и галактики.
Новый телескоп, который поможет понять раннюю вселенную, приближается к полномасштабному строительству благодаря награде в размере 4,9 миллиона долларов от Национального научного фонда консорциуму США во главе с MIT.
Mileura Widefield Array - низкочастотный демонстратор (LFD), который строится в Австралии американскими и австралийскими партнерами, также позволит ученым лучше прогнозировать солнечные всплески перегретого газа, которые могут нанести ущерб спутникам, линиям связи и электросетям. , В поддержку солнечных наблюдений Управление научных исследований ВВС также недавно присудило MIT награду в размере 0,3 млн. Долл. США за комплектное оборудование.
«Конструкция нового телескопа тесно связана с пограничными экспериментами в астрофизике и гелиосферной науке. Мы планируем использовать огромные вычислительные мощности современных цифровых электронных устройств, превратив тысячи маленьких, простых, дешевых антенн в один из самых мощных и уникальных астрономических инструментов в мире », - сказал Колин Лонсдейл, руководитель проекта в Haystack MIT. Обсерватория.
Сотрудниками LFD в США являются Обсерватория Хейстек, Институт астрофизики и космических исследований им. М.В. Кавли и Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. В число австралийских партнеров входят Австралийский национальный телескоп CSIRO и Австралийский университетский консорциум во главе с Мельбурнским университетом, в который входят Австралийский национальный университет, Технологический университет Кертин и другие.
Первая галактика, первая звезда
Вскоре после Большого взрыва Вселенная была почти безликим морем темной материи и газа. Как структуры, такие как наша галактика, сформировались из этой однородности? Со временем гравитация медленно собирала вместе сгущения вещества, создавая участки более высокой и более низкой плотности. В какой-то момент достаточное количество газа сконцентрировалось в достаточно маленьком пространстве, что вызвало сложные астрофизические процессы, и появились первые звезды.
В принципе, мы можем увидеть, как и когда это произошло, взглянув на самые дальние уголки Вселенной, потому что, когда мы смотрим на большие расстояния, мы также оглядываемся назад во времени. Обнаружение этих первых звезд и исконных галактик, в которых они воспламенились, является основной задачей LFD.
Как телескоп достигнет этого?
Оказывается, что водород, который составлял большую часть обычной материи в ранней Вселенной, эффективно излучает и поглощает радиоволны. Именно эти радиоволны, растянутые в результате расширения Вселенной, могут быть обнаружены, измерены и проанализированы новым телескопом. Наблюдая флуктуации яркости на широких полосах неба на этих длинах волн, мы можем обнаружить состояние газообразного водорода, когда Вселенная составляла крошечную долю своего нынешнего возраста.
«Радиоастрономические телескопы, работающие на низкой частоте, дают возможность засвидетельствовать образование первых звезд, галактик и скоплений галактик, а также проверить наши теории происхождения структуры», - сказала Жаклин Хьюитт, директор Института Массачусетского технологического института Кавли и профессор физики. Она добавила, что «непосредственное наблюдение за этой ранней эпохой формирования структуры, возможно, является одним из наиболее важных измерений в астрофизической космологии, которые еще предстоит сделать».
Профессор Рэйчел Вебстер из Университета Мельбурна сказал: «Мы также надеемся увидеть сферические дыры, созданные ранними квазарами [активными ядрами галактик] в плавном распределении первичного водорода. Они появятся в виде небольших темных пятен, где излучение квазара разделит водород на протоны и электроны ».
Понимание "космической погоды"
Иногда солнце становится сильным. Огромные выбросы перегретого газа или плазмы выбрасываются в межпланетное пространство и мчатся наружу по пути столкновения с Землей. Эти так называемые «выбросы корональной массы» и вспышки, с которыми они связаны, ответственны за полярные световые шоу, известные как полярные сияния. Однако они также могут нанести ущерб спутникам, линиям связи и электросетям и могут поставить под угрозу астронавтов.
Воздействие этих плазменных выбросов может быть предсказано, но не очень хорошо. Иногда выбрасываемый материал отклоняется магнитным полем Земли, и Земля экранируется. В других случаях щит выходит из строя, и может быть нанесен значительный ущерб. Разница обусловлена магнитными свойствами плазмы.
Чтобы улучшить прогнозы и обеспечить надежное предварительное предупреждение о неблагоприятной космической погоде, ученые должны измерить магнитное поле, которое пронизывает материал. До сих пор не было никакого способа сделать это измерение, пока материал не приблизится к Земле.
LFD обещает изменить это. Телескоп увидит тысячи ярких радиоисточников. Плазма, излучаемая солнцем, изменяет радиоволны этих источников по мере их прохождения, но в зависимости от напряженности и направления магнитного поля. Анализируя эти изменения, ученые наконец-то смогут определить важнейшие свойства магнитного поля выбросов корональной массы.
«Это наиболее важное измерение, которое необходимо выполнить в поддержку нашей Национальной программы по космической погоде, поскольку оно будет заблаговременно уведомлять о влиянии космической погоды на Землю намного раньше времени воздействия плазменного взрыва», - сказал Джозеф Салах, директор обсерватории Хейстек.
Телескоп
LFD будет представлять собой массив из 500 антенных «плиток», раскинувшихся на участке диаметром 1,5 километра или почти мили. Каждая плитка имеет площадь около 20 футов и состоит из 16 простых и дешевых дипольных антенн, установленных на земле и смотрящих прямо вверх.
Большие обычные телескопы характеризуются огромными вогнутыми дисками, которые наклоняются и наклоняются, чтобы сфокусироваться на определенных областях неба. Благодаря современной цифровой электронике плитки LFD также можно «направлять» в любом направлении, но никаких движущихся частей не требуется. Скорее, сигналы или данные от каждой маленькой антенны объединяются и анализируются мощными компьютерами. Комбинируя сигналы разными способами, компьютеры могут эффективно «направлять» телескоп в разные стороны.
«Современная цифровая обработка сигналов, обеспеченная достижениями в области технологий, преобразует радиоастрономию», - сказал Линкольн Дж. Гринхилл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
По словам Хьюитта, эта концепция была опробована в предлагаемом Радиоастрономическом парке в Милеуре в Западной Австралии на трех прототипах плиток, «любовно соединенных вместе» вручную из Массачусетского технологического института и австралийских аспирантов и исследователей. «Плитка выполнена очень хорошо. Мы были очень довольны ими ».
Почему Милеура? Телескоп LFD будет работать на тех же длинах радиоволн, где обычно находятся FM-радио и телевизионные передачи. Так что, если бы он находился рядом с оживленным мегаполисом, сигналы от последнего затопили бы радиопередачи из глубокой вселенной. Запланированный участок в Милеуре, однако, является исключительно «радио-тихим» и также очень доступным.
Первоначальный источник: пресс-релиз MIT
