Mileura Widefield Array – Low Frequency Demonstratorは、今週、全米科学財団から490万ドルの資金提供を受けました。天文台は、暗黒物質と原始水素しか存在しなかった、最も初期の宇宙を振り返ります。このガスが一緒に引っ張られて最初の星と銀河を形成したので、それはより高密度の最初のパッチを見ることができるはずです。
初期の宇宙の理解に役立つ新しい望遠鏡は、国立科学財団からMITが主導する米国のコンソーシアムに490万ドルを授与したおかげで、本格的な建設に近づいています。
Mileura Widefield Array –低周波デモンストレーター（LFD）は、オーストラリアと米国のパートナーによってオーストラリアで建設されており、科学者は衛星、通信リンク、電力網で混乱を引き起こす可能性のある過熱ガスの太陽光バーストをより正確に予測できるようになります。太陽観測を支援するために、空軍科学研究所も最近、アレイ機器に対してMITに$ 0.3Mの賞を授与しました。
「新しい望遠鏡の設計は、天体物理学と太陽圏科学のフロンティア実験にしっかりと集中しています。 MITのHaystackのプロジェクトリーダーであるColin J. Lonsdale氏は、次のように述べています。現代のデジタル電子デバイスの膨大なコンピューティングパワーを利用して、数千の小型でシンプルな安価なアンテナを、世界で最も強力でユニークな天文機器の1つに変えます。展望台。
米国のLFDの協力者は、Haystack Observatory、MIT Kavli Institute of Astrophysics and Space Research、およびHarvard-Smithsonian Center for Astrophysicsです。オーストラリアのパートナーには、CSIROオーストラリア望遠鏡国立施設、メルボルン大学主導のオーストラリア大学コンソーシアムが含まれます。これには、オーストラリア国立大学、カーティン工科大学などが含まれます。
最初の銀河、最初の星
ビッグバンの直後、宇宙は暗黒物質とガスのほとんど特徴のない海でした。私たちの銀河のような構造は、この穏やかな均一性からどのように形成されましたか？時間の経過とともに、重力がゆっくりと物質の凝縮を引き寄せ、密度の高いパッチと低いパッチを作成しました。ある時点で、十分なガスが小さなスペースに集中し、複雑な天体物理学のプロセスがトリガーされて、最初の星が誕生しました。
原則として、これがいつどのようにして起こったのかは、宇宙の最遠端を見るとわかります。これは、遠くを見ると、時間をさかのぼることもできるためです。これらの最初の星、およびそれらが点火した原始銀河を見つけることは、LFDの主要な使命です。
望遠鏡はどのようにこれを実現しますか？
初期の宇宙ではほとんどの物質を構成していた水素が電波を効率よく放出し吸収していることがわかります。新しい電波望遠鏡で検出、測定、分析できるのは、宇宙の膨張によって引き伸ばされたこれらの電波です。これらの波長で空の広い帯全体にわたる明るさの変動を見つけることにより、宇宙が現在の年齢のごく一部であったときの水素ガスの状態を発見できます。
「低周波で動作する電波天体望遠鏡は、最初の星、銀河、銀河団の形成を目撃し、構造の起源についての私たちの理論をテストする機会を提供します」と、MITカブリ研究所の責任者であるJacqueline Hewitt氏は述べています。物理学の教授。彼女はまた、「構造形成のこの初期の時代の直接観察は、おそらく、まだ行われていない天体物理学の宇宙における最も重要な測定の1つである」と付け加えました。
メルボルン大学のレイチェルウェブスター教授は、次のように述べています。「原始水素の円滑な分布において、初期のクエーサー[アクティブな銀河のコア]によって作成された球状の穴が見られることも期待しています。これらは、クエーサー放射が水素を陽子と電子に分離した小さな暗いスポットとして現れます。」
「宇宙天気」を理解する
時々、太陽は激しくなります。過熱ガスまたはプラズマの巨大な爆発が惑星間空間に放出され、地球との衝突経路上を外側に向かって走ります。これらのいわゆる「コロナ質量放出」およびそれらが関連付けられているフレアは、オーロラとして知られている極光ショーの原因です。ただし、衛星、通信リンク、送電網を破壊し、宇宙飛行士を危険にさらす可能性もあります。
これらのプラズマ放出の影響は予測できますが、あまりよくありません。時々、排出された物質は地球の磁場によってそらされ、地球はシールドされます。また、シールドが機能しなくなり、広範囲にわたる損傷が発生する場合もあります。違いは、プラズマの磁気特性によるものです。
予測を改善し、宇宙の悪天候に関する信頼できる事前警告を提供するには、科学者は物質を透過する磁場を測定する必要があります。これまで、物質が地球の近くになるまでその測定を行う方法はありませんでした。
LFDはそれを変えることを約束します。望遠鏡は何千もの明るい電波源を見るでしょう。太陽から放出されたプラズマは、それらが通過するときにそれらのソースの電波を変化させますが、その方法は磁場の強さと方向に依存します。それらの変化を分析することにより、科学者はついにコロナ質量放出のすべての重要な磁場特性を推定することができるでしょう。
「これは、プラズマバーストの影響が出る前に地球への宇宙天気の影響について事前に通知するため、私たちの国立宇宙天気プログラムを支援するために行われる最も重要な測定です」と、ジョセフサラディレクターは述べました。ヘイスタック天文台の。
望遠鏡
LFDは、直径1.5キロメートル、またはほぼ1マイルのエリアに広がる500のアンテナ「タイル」の配列になります。各タイルは約20フィート四方で、地面に固定されてまっすぐに見つめている16個のシンプルで安価なダイポールアンテナで構成されています。
大きな従来の望遠鏡は、空の特定の領域に焦点を合わせるために傾いたり傾いたりする巨大な凹面ディスクによって特徴付けられます。最新のデジタルエレクトロニクスのおかげで、LFDタイルはどの方向にも「操縦」できますが、可動部品は必要ありません。むしろ、各小型アンテナからの信号またはデータは、強力なコンピューターによってまとめられ、分析されます。信号をさまざまな方法で組み合わせると、コンピュータは望遠鏡をさまざまな方向に効果的に「ポイント」できます。
ハーバードスミソニアン天体物理学センターのリンカーンJ.グリーンヒル氏は、「テクノロジーの進歩によって可能になった現代のデジタル信号処理は、電波天文学を一変させています」と語っています。
ヒューイット氏によると、このコンセプトは、MITとオーストラリアの大学院生と研究者によって、3つのプロトタイプタイルが「手で愛情を込めて手作業で配線」された、西オーストラリア州ミレーラに提案された電波天文公園でテストされたという。 「タイルは非常にうまく機能しました。私たちは彼らにとても満足していました。」
なぜミレウラ？ LFD望遠鏡は、FMラジオやテレビ放送が通常見られるのと同じ電波波長で動作します。したがって、それが混雑した大都市の近くに配置された場合、後者からの信号は、深宇宙からの無線のささやきを圧倒します。ただし、ミレウラに計画されているサイトは、例外的に「無線静穏」であり、アクセスも容易です。
元のソース：MITニュースリリース
