מערך ה- Mileura Widefield Array - מפגין בתדרים נמוכים זכה השבוע במימון של 4.9 מיליון דולר מהקרן הלאומית למדע. המצפה יסתכל אחורה ליקום הקדום ביותר, כאשר היה בו רק חומר אפל ומימן קדמוני. הוא אמור להיות מסוגל לראות את הטלאים הראשונים בצפיפות גבוהה יותר, מכיוון שגז זה התגבש יחד ליצירת הכוכבים והגלקסיות הראשונות.
טלסקופ חדש שיסייע להבנת היקום המוקדם מתקרב לבנייה בקנה מידה מלא בזכות פרס של 4.9 מיליון דולר מטעם הקרן הלאומית למדע לקונסורציום אמריקאי בהנהגת MIT.
המערך Mileura Widefield - מפגין בתדרים נמוכים (LFD), שנבנה באוסטרליה על ידי ארצות הברית ושותפים אוסטרלים, יאפשר גם למדענים לחזות טוב יותר פרצי שמש של גז מחומם-על שיכולים לשחק הרס עם לוויינים, קישורי תקשורת ורשתות חשמל. . בתמיכה בתצפיות סולאריות, משרד חיל האוויר למחקר מדעי הוענק לאחרונה גם פרס של 0.3 מיליון דולר ל- MIT עבור ציוד מערך.
"העיצוב של הטלסקופ החדש מתמקד היטב בניסויים גבוליים באסטרופיזיקה ובמדע הליוספירית. אנו מתכננים לרתום את כוח המחשוב העצום של מכשירים אלקטרוניים מודרניים, ולהפוך אלפי אנטנות קטנות, פשוטות, וזולות, לאחד המכשירים האסטרונומיים החזקים והייחודיים בעולם, "אמר קולין ג'יי לונסדייל, מוביל הפרויקט בהייסטאק של MIT. מצפה כוכבים.
משתפי הפעולה של ה- LFD בארצות הברית הם מצפה הכוכבים של Haystack, מכון MIT Kavli למחקר אסטרופיסיקה וחלל והמרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן. השותפים האוסטרלים כוללים את המתקן הלאומי טלסקופ אוסטרליה CSIRO וקונסורציום אוניברסיטאי באוסטרליה בהובלת אוניברסיטת מלבורן, הכולל את האוניברסיטה הלאומית האוסטרלית, אוניברסיטת הטכנולוגיה של קרטין ועוד.
גלקסיה ראשונה, כוכב ראשון
זמן קצר לאחר המפץ הגדול, היקום היה ים כמעט חסר תפקוד של חומר אפל וגז. איך נוצרו מבנים כמו הגלקסיה שלנו מהאחידות התפלסת הזו? עם הזמן הכבידה גררה לאט לאט עיבוי של חומר יחד, ויצרה טלאים בעלי צפיפות גבוהה יותר ונמוכה. בשלב מסוים, מספיק גז התרכז לחלל קטן מספיק שגורמו תהליכים אסטרופיסיים מורכבים, והכוכבים הראשונים נולדו.
באופן עקרוני, אנו יכולים לראות כיצד ומתי זה קרה על ידי מבט אל רחוקי היקום, מכיוון שאנו מסתכלים על מרחקים גדולים יותר, אנו גם מביטים אחורה בזמן. מציאת הכוכבים הראשונים הללו, והגלקסיות הקדומות שבתוכם הציתו, היא משימה ראשונה של ה- LFD.
כיצד ישיג זאת הטלסקופ?
מסתבר כי מימן, שהרכיב את מרבית החומר הרגיל ביקום המוקדם, פולט ביעילות גלי רדיו. זה גלי הרדיו האלה, שנמתחים על ידי התפשטות היקום, אותם ניתן לאתר, למדוד ולנתח באמצעות הטלסקופ החדש. על ידי הבחנת תנודות בהירות על פני שדות רחבים רחבים באורכי גל אלה, אנו יכולים לגלות את מצבו של גז המימן כאשר היקום היה חלק זעיר מעידונו הנוכחי.
"טלסקופים רדיו אסטרונומיים הפועלים בתדירות נמוכה מספקים הזדמנות להיות עדים להיווצרותם של הכוכבים, הגלקסיות והאשכולות הגלקסיים הראשונים, ולבחון את התיאוריות שלנו לגבי מקור המבנה," אמרה ג'קלין יואיט, מנהלת מכון MIT Kavli וא פרופסור לפיזיקה. היא הוסיפה כי "התבוננות ישירה בתקופה המוקדמת הזו של היווצרות מבנים היא ללא ספק אחת המדידות החשובות ביותר בקוסמולוגיה האסטרופיסית שעוד יש לבצע."
פרופסור רחל וובסטר מאוניברסיטת מלבורן אמרה, "אנו מקווים לראות חורים כדוריים שנוצרו על ידי קוואזרים מוקדמים [ליבות גלקסיות פעילות] בהפצה חלקה של מימן קדמון. אלה יופיעו ככתמים כהים קטנים שבהם קרינת הקוואר פיצלה את המימן לפרוטונים ואלקטרונים. "
הבנת 'מזג אוויר בחלל'
לפעמים, השמש נכנסת אלימה. פרצי ענק של גז מחומם-על, או פלזמה, נפלטים לחלל הבין-פלנטרי ומתרוצצים החוצה על מסלול התנגשות עם כדור הארץ. מה שמכונה "פליטות המסה העטרה" וההתלקחויות שאליהן הם קשורים, אחראים לתצוגות האור הקוטבי הידועות בשם אוראורות. הם גם יכולים לשחק הרס עם לוויינים, קישורי תקשורת ורשתות חשמל, ועלולים לסכן אסטרונאוטים.
ניתן לחזות את ההשפעה של פליטות פלזמה אלה, אך לא היטב. לעיתים, החומר שנפלט מוסח על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ וכדור הארץ מוגן. בפעמים אחרות המגן נכשל ונזק נפוץ יכול להיווצר. ההבדל נובע מהתכונות המגנטיות של הפלזמה.
כדי לשפר את התחזיות ולספק אזהרה מהימנה מראש על מזג אוויר בחלל שלילי, על המדענים למדוד את השדה המגנטי המחלחל לחומר. עד כה לא הייתה שום דרך לבצע מדידה זו עד שהחומר נמצא בקרבת כדור הארץ.
ה- LFD מבטיח לשנות את זה. הטלסקופ יראה אלפי מקורות רדיו בוהקים. הפלזמה שנפלטת מהשמש משנה את גלי הרדיו של אותם מקורות בזמן שהם עוברים, אך באופן שתלוי בעוצמת השדה המגנטי ובכיוון. על ידי ניתוח שינויים אלה, סוף סוף יוכלו המדענים להסיק את מאפייני השדה המגנטי החשוב ביותר של פליטות המסה העטרה.
"זוהי המדידה המכריעה ביותר הניתנת לתמיכה בתוכנית מזג האוויר בחלל הלאומית שלנו, מכיוון שהיא תספק הודעה מראש על השפעות מזג האוויר בחלל על כדור הארץ הרבה לפני זמן ההשפעה של התפוצצות הפלזמה," אמר ג'וזף סלאח, מנהל מצפה הכוכבים.
הטלסקופ
ה- LFD יהיה מערך של 500 "אריחי" אנטנה הפרוסים על שטח של 1.5 קילומטר, או כמעט קילומטר, בקוטר. כל אריח בגודל 20 מטר רבוע ומורכב מ -16 אנטנות דיפול פשוטות וזולות, קבועות על הקרקע ובוהות ישר למעלה.
טלסקופים גדולים וקונבנציונליים מתאפיינים בדיסקים קעורים ענקיים המוטים ומוטים כדי להתמקד באזורים ספציפיים בשמיים. בזכות האלקטרוניקה המודרנית המודרנית ניתן גם "לנתב" את אריחי ה- LFD לכל כיוון - אך לא נדרשים חלקים נעים. במקום זאת, האותות או הנתונים מכל אנטנה קטנה מאגדים ומנותחים על ידי מחשבים רבי עוצמה. על ידי שילוב האותות בדרכים שונות, המחשבים יכולים "לכוון" את הטלסקופ ביעילות לכיוונים שונים.
"עיבוד אותות דיגיטליים מודרניים, המאפשרים התקדמות טכנולוגית, משנים אסטרונומיה ברדיו", אמר לינקולן ג'יינהיל מהמרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן.
מושג זה נבדק בפארק הרדיו אסטרונומיה המוצע במילאורה שבמערב אוסטרליה באמצעות שלושה אריחי אב-טיפוס ש"חוברים זה בזה ביד ביד "על ידי MIT ותלמידים וחוקרים בוגרים באוסטרליה, אמר יואיט. "האריחים ביצעו יפה מאוד. היינו די מרוצים מהם. "
למה מיילורה? הטלסקופ LFD יפעל באותו אורכי גל רדיו שבהם בדרך כלל נמצאים שידורי רדיו וטלוויזיה. כך שאם הוא היה ממוקם ליד מטרופולין סואן, אותות מהאחרון היו מביאים את לחישות הרדיו מהיקום העמוק. עם זאת, האתר המתוכנן במילאורה הוא "שקט רדיו" באופן יוצא דופן, והוא גם נגיש מאוד.
המקור המקורי: מהדורת חדשות MIT
