Forklart: Hvordan PASIPHAE vil titte inn i de ukjente områdene på himmelen

Utviklingen av et viktig instrument, som skal brukes i kommende himmelundersøkelser for å studere stjerner, ledes av en indisk astronom. Hva er PASIPHAE, og hvorfor er det viktig?

Polarimeteret bygges ved instrumenteringsanlegget ved IUCAA, Pune. (Foto via IUCAA)

Mysteriene rundt universets opprinnelse fortsetter å tiltrekke menneskers nysgjerrighet. Utviklingen av et viktig instrument, som skal brukes i kommende himmelundersøkelser for å studere stjerner, ledes av en indisk astronom. Prosjektet har blitt finansiert av verdens ledende institusjoner, som signaliserer Indias voksende ekspertise på å bygge komplekse astronomiske instrumenter.

Hva er PASIPHAE?

Polar-Areas Stellar-Imaging in Polarization High-Accuracy Experiment (PASIPHAE) er et internasjonalt samarbeidsprosjekt for himmelundersøkelse. Forskere har som mål å studere polarisasjonen i lyset som kommer fra millioner av stjerner.

Navnet er inspirert fra Pasiphae, datteren til den greske solguden Helios, som var gift med kong Minos.

Undersøkelsen vil bruke to høyteknologiske optiske polarimetre for å observere den nordlige og sørlige himmelen samtidig.

Den vil fokusere på å fange stjernelyspolarisering av svært svake stjerner som er så langt unna at polarisasjonssignaler derfra ikke har blitt systematisk studert. Avstandene til disse stjernene vil bli hentet fra målinger av GAIA-satellitten.

Ved å kombinere disse dataene vil astronomer utføre en første magnetfelttomografikartlegging av det interstellare mediet av svært store områder av himmelen ved å bruke et nytt polarimeterinstrument kjent som WALOP (Wide Area Linear Optical Polarimeter).

dave chapelle networth

Forskere fra Universitetet på Kreta, Hellas, Caltech, USA, Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics (IUCAA), India, South African Astronomical Observatory og Universitetet i Oslo, Norge, er involvert i dette prosjektet, styrt av instituttet av astrofysikk, Hellas.

Infosys Foundation, India, Stavros Niarchos Foundation, Hellas og USAs National Science Foundation har gitt et tilskudd på 1 million dollar hver, kombinert med bidrag fra European Research Council og National Research Foundation i Sør-Afrika.

Hvorfor er PASIPHAE viktig?

Siden fødselen for rundt 14 milliarder år siden har universet utvidet seg konstant, noe som fremgår av tilstedeværelsen av Cosmic Microwave Background (CMB) stråling som fyller universet.

Umiddelbart etter fødselen gikk universet gjennom en kort inflasjonsfase der det ekspanderte i en veldig høy hastighet, før det bremset ned og nådde den nåværende hastigheten. Men så langt har det bare vært teorier og indirekte bevis på inflasjon assosiert med det tidlige universet.

En definitiv konsekvens av inflasjonsfasen er at en liten brøkdel av CMB-strålingen skal ha sine avtrykk i form av en spesifikk type polarisering (vitenskapelig kjent som B-modussignal).

Alle tidligere forsøk på å oppdage dette signalet mislyktes hovedsakelig på grunn av vanskelighetene fra galaksen vår, Melkeveien, som sender ut store mengder polarisert stråling.

Dessuten inneholder den mye støvskyer som er tilstede i form av klynger. Når stjernelys passerer gjennom disse støvskyene, blir de spredt og polarisert.

Det er som å prøve å se svake stjerner på himmelen på dagtid. Det galaktiske utslippet er så sterkt at polarisasjonssignalet til CMB-stråling går tapt, sa S Maharana, en doktorgradsstudent ved IUCAA som er involvert i dette prosjektet.

PASIPHAE-undersøkelsen vil måle stjernelyspolarisering over store områder av himmelen. Disse dataene sammen med GAIA-avstander til stjernene vil bidra til å lage en 3-dimensjonal modell av fordelingen av støv- og magnetfeltstrukturen til galaksen. Slike data kan bidra til å fjerne det galaktiske polariserte forgrunnslyset og gjøre det mulig for astronomer å se etter det unnvikende B-modussignalet.

Hva er WALOP?

Wide Area Linear Optical Polarimeter (WALOP) er et instrument, når det er montert på to små optiske teleskoper, som vil bli brukt til å oppdage polariserte lyssignaler som kommer fra stjernene langs høye galaktiske breddegrader.

En WALOP hver vil bli montert på det 1,3 meter lange Skinakas-observatoriet på Kreta og på det 1 meter lange teleskopet til South African Astronomical Observatory i Sutherland.

Når de er bygget, vil de være unike instrumenter som tilbyr det bredeste synsfeltet til himmelen noensinne i polarimetri. Den vil være i stand til å ta bilder innenfor ½ ° ganger ½ ° område av himmelen under hver eksponering, sa A N Ramaprakash, senior IUCAA-forsker og stipendiat ved IA, Kreta.

Enkelt sagt vil bildene samtidig ha de fineste detaljene til en stjerne sammen med dens panoramiske bakgrunn.

WALOP vil operere etter prinsippet om at data fra en del av himmelen under observasjon til enhver tid vil deles inn i fire forskjellige kanaler. Avhengig av måten lyset passerer gjennom de fire kanalene, oppnås polarisasjonsverdien fra stjernen. Det vil si at hver stjerne vil ha fire tilsvarende bilder som når de er sydd sammen vil hjelpe til med å beregne den ønskede polarisasjonsverdien til en stjerne.

Ettersom undersøkelsen vil fokusere på himmelområder med svært lave polarisasjonsverdier (<0.5 per cent) are expected to emerge, a polarimeter with high sensitivity and accuracy clubbed with a large field of view was needed, so WALOP was planned sometime in 2013.

Dette var etter suksessen med RoboPol-eksperimentundersøkelsen i løpet av 2012-2017, der noen PASIPHAE-samarbeidspartnere var involvert. Siden den gang er design, fabrikasjon og montering, ledet av Ramaprakash, i gang.

WALOP og forgjengeren RoboPol deler enkeltbildefotometriprinsippet. Men den 200 kg veiende WALOP vil være i stand til å observere hundrevis av stjerner samtidig tilstede både på den nordlige og den sørlige himmelen i motsetning til RoboPol, som har et mye mindre synsfelt på himmelen.

Utviklingen av instrumentet er for tiden i et avansert stadium og fremskritt ved instrumenteringsanlegget i IUCAA.

Hvorfor WALOP vil bli utplassert på 1-meters optiske teleskoper

En stor begrensning ved bruk av store optiske teleskoper er at de dekker et relativt mindre område av himmelen, og beseirer det overordnede formålet med PASIPHAE.

Mens 1-meters-klasseteleskopene muliggjør både større synsfelt av himmelen kombinert med de minste detaljene til fjerne stjerner.

Siden himmelundersøkelsen vil fortsette i fire år, vil det være en utfordring å bruke en betydelig mengde observasjonstid av ethvert stort teleskop utelukkende til å studere stjernepolarisering.

Så den maksimale observasjonstiden som tilbys av de mindre teleskopene vil bli omdirigert til PASIPHAE himmelundersøkelsen ved hjelp av WALOP, la Ramaprakash til, også et besøksfakultet ved Caltech.

Forsøket på å trykke inn teleskopene i 1-metersklassen er også for å demonstrere at banebrytende vitenskap og utfordrende eksperimenter kan utføres med mindre teleskoper, selv i en tid med store og ekstremt store teleskoper.

glenn beck nettoverdi

Del Med Vennene Dine: