Коли він потрапить у космос у 2025 році, Інфрачервоний оглядовий телескоп з широким полем (WFIRST) буде найпотужнішою обсерваторією, яка коли-небудь розгорнулася, успішною поважною Хаббл і Шпіцер космічні телескопи. Спираючись на унікальну комбінацію високої роздільної здатності з широким полем зору, WFIRST зможе зафіксувати еквівалент 100 Хаббл- якісні зображення одним знімком та огляньте нічне небо зі швидкістю в 1000 разів.
Готуючись до цієї знаменної події, астрономи в Центрі космічних польотів НАСА Годдард проводили симуляції, щоб продемонструвати, що WFIRST зможе побачити, щоб вони змогли спланувати свої спостереження. Щоб переглянути глядачів попередній перегляд того, як це виглядатиме, Центр космічних польотів НАСА Годдард поділився відеороликом, що імітує WFIRST, що проводить опитування сусідньої Галактики Андромеди (M31).
Моделювання, яке було представлено цього тижня на 235-му засіданні Американського астрономічного товариства (ASS) у Гонулулу, спирається на дані, отримані Хаббл протягом сотень спостережень Андромеди. Таким чином, моделювання дає глядачам попередній перегляд величезних просторів і тонких деталей, які WFIRST може забезпечити лише одним зображенням.
Модельований знімок охоплює область космосу, розміром 34 000 світлових років, і демонструє червоне та інфрачервоне світло понад 50 мільйонів окремих зірок. Завдяки такій силі візуалізації WFIRST зможе за кілька місяців обстежити велику частину неба в ближньому інфрачервоному спектрі, як це робив Хаббл протягом трьох десятиліть - і так само детально.
Еліза Кінтана, заступник наукового співробітника з комунікацій проекту WFIRST з Центру космічних польотів НАСА Годдард, впевнена, що WFIRST призведе до революції в астрофізиці. Як вона заявила в недавньому прес-релізі NASA:
«Щоб відповісти на фундаментальні запитання на кшталт: Наскільки поширені планети на зразок нашої сонячної системи? Як галактики формуються, розвиваються та взаємодіють? Як саме - і чому - змінилася швидкість розширення Всесвіту з часом? Нам потрібен інструмент, який може дати нам як широкий, так і детальний погляд на небо. WFIRST буде цим інструментом ».
18 зображень, показаних на моделюванні, являють собою точне зображення того, що WFIRST буде бачити при кожному вказівці та знімку зображення. Завдяки 18 детекторам, кожен з яких вимірює 4096 x 4096 пікселів, WFIRST охопить площу приблизно 1? разів, ніж повний Місяць із кожною вказівкою - тоді як окремі зображення Хаббла охоплюють площу менше 1% площі Повного Місяця.
На додаток до можливостей візуалізації, є також надзвичайна швидкість обстеження, яку запропонує WFIRST, що є результатом її широкого поля зору. Будучи в змозі відстежувати більшу площу в одному вказівці та швидко переходити з одного поля в інше, команді місії не доведеться проходити через трудомісткий процес, щоб їх переосмислювали кожен раз, коли вони захочуть оглянути нове поле.
Інший фактор - орбіта, яку буде займати WFIRST, що дасть уявлення про космос, який, як правило, не перешкоджає Землі. Тоді як ХабблНизька орбіта Землі (LEO) близько 560 км (350 миль) означала, що вона часто могла збирати дані лише за половину свого орбітального періоду, WFIRST знаходитиметься на широкій орбіті близько 1,6 мільйона км (1 мільйон миль) . На цій відстані він зможе вести спостереження майже безперервно.
Бен Вільямс, астроном з Вашингтонського університету в Сіетлі, відповідав за створення модельованих наборів даних для цього зображення. Як він пояснив, WFIRST надасть цінну можливість зрозуміти великі об'єкти поблизу, такі як Андромеда, які в іншому випадку надзвичайно трудомісткі для зображення, оскільки вони займають таку велику частину неба:
«Ми провели останні кілька десятиліть, отримуючи зображення з високою роздільною здатністю в невеликих частинах довколишніх галактик. За допомогою Хаббла ви отримуєте ці справді вражаючі огляди дуже складних сусідніх систем. З WFIRST раптом ви можете охопити всю справу, не витрачаючи багато часу. "
В основному, здатність знімати зображення такої великої площі надасть астрономам необхідний контекст, щоб зрозуміти, як утворюються зірки та як змінюються галактики з часом. По суті, широке поле зору дозволить астрономам не тільки вивчати окремі зірки чи галактики, але й структури, які вони населяють, та навколишнє їх середовище.
Маючи такий рівень технологій та можливостей, які вони мають у своєму розпорядженні, контролери місії з нетерпінням чекають збору величезної кількості даних про космос. За час своєї 5-річної планової місії WFIRST, як очікується, набере більше 20 петабайт інформації про тисячі планет, мільярди зірок та мільйони галактик. Ці дані будуть використані для вирішення основних питань космосу та законів, що регулюють його.
До них можна віднести, чи пояснюється космічне розширення таємничою, небаченою силою (ака. Темна енергія) або руйнуванням загальної відносності на космологічних масштабах; коли у Всесвіті з’явилися перші галактики і як вони з тих пір розвивалися; і незалежно від того, чи мають планети поза нашою Сонячною системою (позасонячні планети) достатня атмосфера та необхідні умови на їх поверхнях для підтримки життя.
Джуліанна Далькантон, професор астрономії Університету Вашингтона, очолила програму казначейства «Панхроматичний хаббл Андромеди» (PHAT), на якій засновані імітовані дані. Як вона пояснила, комбінація ультрателефото WFIRST та надширококутних можливостей (як це продемонструвало їх моделювання) мають потенціал бути новаторськими:
«Опитування ФАТАТ Андромеди було величезним вкладенням часу, що вимагало ретельного обґрунтування та продуманості. Це нове моделювання показує, наскільки легко еквівалентне спостереження може бути для WFIRST. "
Як тільки він почне працювати, WFIRST витратить значну частину свого часу на спостереження за сотнями тисяч далеких галактик для вибухів наднової, які можуть бути використані для вивчення Темної енергії та розширення Всесвіту. Цього разу він також використає для відображення форм і розподілів галактик, щоб краще зрозуміти, як Всесвіт розвивалася протягом майже 14 мільярдів років з часу Великого вибуху.
WFIRST також буде стежити за яскравістю мільярдів зірок на Чумацькому Шляху, щоб бути в очах можливих подій мікросенсингу. Вони виникають, коли планети проходять між зіркою та спостерігачем, тимчасово підсилюючи світло зірки. Даючи свою високу роздільну здатність, WFIRST, як очікується, виявить багато екзопланет, малих, віддалених від своєї зірки і планет-шахраїв - таким чином відіграючи життєво важливу роль у завершенні перепису екзопланет.
WFIRST також буде виконувати роль демонстратора технологій, несучи коронаграф, прилад, призначений для блокування світла зірки, щоб планети, що обертаються навколо неї, могли бути безпосередньо зображені та охарактеризовані. З іншого боку, дані, зібрані WFIRST, будуть відкритим та доступними для громадськості. За словами Далькантона, це один з найважливіших аспектів місії.
«Тисячі розумів з усього світу зможуть подумати над цими даними та придумати нові способи їх використання», - сказала вона. "Важко передбачити, що розблокує дані WFIRST, але я знаю, що чим більше людей ми дивимося на них, тим більший темп виявлення".
Окрім того, місія WFIRST доповнить обсерваторії, які вже є у космосі. До них належать NASA Хаббл і Космічний телескоп Джеймса Вебба (яка також буде проводити широкі опитування в ближньому інфрачервоному режимі), а також ESA Евклід місія - яка буде вимірювати швидкість, з якою розширюється Всесвіт, щоб визначити роль, яку відіграють Темна матерія та Темна енергія.
Як заявила Каролайн Гілберт, науковий співробітник найвищої місії з Науково-дослідного інституту космічного телескопа (Балтамор, штат Меріленд):
«Завдяки сто разів полем зору Хаббла та здатності швидко оглядати небо, WFIRST стане надзвичайно потужним інструментом відкриття. Вебб, який в 100 разів більш чутливий і може бачити глибше інфрачервоне, зможе вишукати рідкісні астрономічні об'єкти, виявлені WFIRST у вишуканих деталях. Тим часом Хаббл продовжуватиме надавати унікальний огляд оптичного та ультрафіолетового світла, випромінюваного об’єктами, які WFIRST виявляє, і Вебб веде подальші дії ».
2020-і складаються як дуже захоплюючий час для астрономів та любителів космічних досліджень. Крім наземних і космічних телескопів наступного покоління, які будуть надходити на службу, ряд місій призначений відправлятися на Місяць, на Марс і зовнішню Сонячну систему. Якщо таємниці Всесвіту і все, що знаходиться в ньому, можна порівняти з цибулею, то кілька шарів, безумовно, будуть відшаровуватися ще в цьому десятилітті!
Модельоване зображення представлено на 235-му засіданні Американського астрономічного товариства в Гонолулу, Гаваї.
