Цього тижня на Мільюровому широкому масиві - демонстраторі низьких частот було виділено 4,9 мільйона доларів США. Обсерваторія озирнуться до найдавнішого Всесвіту, коли там була лише темна речовина та споконвічний водень. Слід побачити перші патчі більш високої щільності, оскільки цей газ зібрався разом, щоб утворити перші зірки та галактики.
Новий телескоп, який допоможе зрозуміти ранній Всесвіт, наближається до повномасштабного будівництва завдяки премії від 4,9 мільйона доларів від Національного наукового фонду американському консорціуму під керівництвом MIT.
Широкий масив Мілура - демонстратор низької частоти (LFD), який будується в Австралії Сполученими Штатами та Австралійськими партнерами, також дозволить вченим краще прогнозувати сонячні вибухи перегрітого газу, які можуть спричинити хаос із супутниками, зв’язками зв'язку та електромережами. . На підтримку сонячних спостережень Нещодавно Управління наукових досліджень ВВС також вручило MIT нагороду в розмірі 0,3 млн. Доларів США за обладнання масиву.
«Дизайн нового телескопа чітко зосереджений на прикордонних експериментах в астрофізиці та геліосфері. Ми плануємо використати величезну обчислювальну потужність сучасних цифрових електронних пристроїв, перетворивши тисячі маленьких, простих, дешевих антен в один з найпотужніших та унікальних астрономічних інструментів у світі », - сказав Колін Дж. Лонсдейл, лідер проекту в Haystack MIT Обсерваторія
Співробітниками LFD у Сполучених Штатах є Обсерваторія сіна сіна, Інститут астрофізики та космічних досліджень MIT Kavli та Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики. До австралійських партнерів належать Національний фонд телескопа CSIRO Австралії та консорціум австралійського університету під керівництвом Мельбурнського університету, який включає Австралійський національний університет, Технологічний університет Кертіна та інші.
Перша галактика, перша зірка
Незабаром після Великого вибуху всесвіт виявилося майже непритаманним морем темної речовини та газу. Як такі структури, як наша галактика, утворилися з цієї безмежної рівномірності? З часом гравітація повільно збирала конденсати речовини разом, створюючи плями більш високої та нижчої щільності. У якийсь момент достатня кількість газу сконцентрувалася у достатньо малому просторі, щоб почалися складні астрофізичні процеси, і народилися перші зірки.
В принципі, ми можемо бачити, як і коли це сталося, дивлячись на найдальші течії Всесвіту, оскільки, дивлячись на великі відстані, ми також оглядаємося назад у часі. Пошук цих перших зірок та споконвічних галактик, у межах яких вони запалювались, є основною місією LFD.
Як це зробить телескоп?
Виявляється, водень, який складав більшу частину звичайної речовини в ранньому Всесвіті, ефективно випромінює і поглинає радіохвилі. Саме ці радіохвилі, розтягнуті розширенням Всесвіту, можуть бути виявлені, виміряні та проаналізовані новим телескопом. Виявивши коливання яскравості в широких смугах неба на цих довжинах хвиль, ми зможемо виявити стан газу водню, коли Всесвіт була невеликою часткою його нинішнього віку.
"Радіоастрономічні телескопи, що працюють на низькій частоті, дають можливість засвідчити формування перших зірок, галактик і скупчень галактик, а також перевірити наші теорії походження будови", - сказала Жаклін Хьюітт, директор Інституту MIT Kavli та професор фізики. Вона додала, що "пряме спостереження за цією ранньою епохою формування структури - це, мабуть, одне з найважливіших вимірів в астрофізичній космології, яке ще слід зробити".
Професор Рейчел Вебстер з Мельбурнського університету сказала: "Ми також сподіваємось побачити сферичні отвори, створені ранніми квазарами [активними ядрами галактик] при плавному розподілі первинного водню. Вони з’являться як маленькі темні плями, де квазарне випромінювання розщепило водень на протони та електрони ».
Розуміння "космічної погоди"
Іноді сонце стає бурхливим. Величезні сплески перегрітого газу або плазми викидаються в міжпланетний простір і гоняться назовні на шляху зіткнення із Землею. Ці так звані "викиди коронної маси" та спалахи, з якими вони пов'язані, є відповідальними за покази полярного світла, відомі як полярне сяйво. Однак вони також можуть грати в хаос із супутниками, комунікаційними мережами та електромережами та можуть загрожувати космонавтам.
Вплив цих викидів у плазму можна передбачити, але не дуже добре. Іноді викинутий матеріал відхиляється від магнітного поля Землі, а Земля - екранованою. В інший час щит виходить з ладу і може виникнути широке пошкодження. Різниця обумовлена магнітними властивостями плазми.
Щоб покращити прогнози та забезпечити надійне попереднє попередження про несприятливу космічну погоду, вчені повинні виміряти магнітне поле, яке пронизує матеріал. До цих пір не було можливості здійснити це вимірювання, поки матеріал не буде поблизу Землі.
LFD обіцяє змінити це. Телескоп побачить тисячі яскравих джерел радіо. Плазма, викинута від сонця, змінює радіохвилі цих джерел під час їх проходження, але таким чином, що залежить від сили та напрямку магнітного поля. Аналізуючи ці зміни, вчені нарешті зможуть вивести всі найважливіші властивості магнітного поля корональних викидів маси.
"Це найважливіше вимірювання, яке слід здійснити на підтримку нашої Національної програми космічної погоди, оскільки воно буде заздалегідь повідомляти про космічні погодні впливи на Землю задовго до моменту удару вибуху плазми", - сказав Джозеф Салах, директор обсерваторії сіна.
Телескоп
LFD - це масив із 500 «плиток» антен, розкинутих на площі 1,5 кілометра або майже милі. Кожна плитка площею близько 20 футів і складається з 16 простих і дешевих дипольних антен, закріплених на землі і дивлячись прямо вгору.
Великі звичайні телескопи характеризуються величезними увігнутими дисками, які нахиляються і нахиляються, щоб фокусуватись на конкретних областях неба. Завдяки сучасній цифровій електроніці, плитки LFD також можна «керувати» в будь-якому напрямку - але рухомих деталей не потрібно. Швидше за все, сигнали або дані з кожної невеликої антени об'єднуються та аналізуються потужними комп'ютерами. Поєднуючи сигнали по-різному, комп'ютери можуть ефективно "орієнтувати" телескоп у різні боки.
"Сучасна цифрова обробка сигналів, що забезпечується прогресом у технології, перетворює радіоастрономію", - сказав Лінкольн Дж. Грінхілл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.
Ця концепція була апробована у запропонованому парку радіоастрономії в Мілері в Західній Австралії з трьома прототипними плитками, «які з любов’ю з'єднані разом вручну» MIT та австралійськими аспірантами та дослідниками, сказав Хьюїтт. «Плитка виконана дуже чудово. Ми були дуже задоволені ними ».
Чому Мілюра? Телескоп LFD буде працювати на тих самих довжинах радіохвиль, де зазвичай зустрічаються FM-радіо та телепередачі. Тож якби він розміщувався біля зайнятого мегаполісу, сигнали останнього загравали б радіо шепотом з глибокої всесвіту. Однак, запланований майданчик в Мілюрі є винятково «радіо тихою», а також дуже доступною.
Оригінальне джерело: MIT News Release
