Roomalaisen avaruusteleskoopin versio Hubblen syvästä kentästä kattaa 100x suuremman alueen taivaasta
Muista Hubble Deep Field ? Ja sen seuraaja Hubble Ultra Deep Field ? Teemme varmasti täällä Universe Todayssa. Kuinka voisimme unohtaa ne?
No, aivan kuten Hubble-avaruusteleskoopilla on seuraajia, samoin on kaksi sen kuuluisinta kuvaa. Ja nämä seuraajat tulevat yhdeltä Hubblen seuraajista, NASAn roomalaisesta avaruusteleskoopista.
Hubble Deep Field ja Ultra Deep Field osoittivat ihmissukupolvelle, kuinka laaja ja ihmeellinen maailmankaikkeus on. He osoittivat, että jopa tyhjän näköiset taivaanpalat ovat itse asiassa täynnä galakseja. Kaikenkokoiset, -muotoiset ja -ikäiset galaksit.
Ja roomalainen avaruusteleskooppi, jota kutsutaan myös nimellä Nancy Gracen roomalainen avaruusteleskooppi – (ja aiemmin nimeltään WFIRST) voittaa nämä kuvat omilla kuvillaan. Ja ne voisivat vastata 100 Hubble Ultra-Deep Field -kenttää kerralla. Mieli on räjähtänyt, kuten lapset sanovat.
Tämä on alkuperäinen NASA-julkaisu Hubble Ultra Deep Fieldistä. Kaikkien kuvan galaksien joukossa on noin 10 000 kaukaisimpia galaksia. Ne ovat pienimmät, punaisimmat, ja ne olivat olemassa ei kauan alkuräjähdyksen jälkeen. Kuva: NASA ja Euroopan avaruusjärjestö. Muokannut Noodle snacks – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/07/image/a/warn/, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid =5276968
Roomalaisen avaruusteleskoopin on määrä laukaista vuonna 2025 viiden vuoden mittaiselle tehtävälle. Se suorittaa huippuluokan tutkimusta joihinkin pakottaviin kosmologiaan ja eksoplaneettoihin liittyviin kysymyksiin. Sitä varten sillä on vakava havaintovoima.
Sen ensisijainen peili on halkaisijaltaan 2,4 metriä (7 jalkaa 10 tuumaa), saman kokoinen kuin Hubblen peili. Mutta roomalaisen teleskoopin ensimmäinen työnimi oli WFIRST, joka tarkoittaa Wide-Field Infrared Survey Telescope -teleskooppia. Sen nimen Wide-Field-osa tarkoittaa, että se voi kuvata taivaan alueen, joka on paljon leveämpi kuin Hubble. Jopa 100 kertaa leveämpi tai enemmän.
Ajan tarkkailu roomalaisten kanssa on erittäin haluttua. Suuri osa siitä ajasta kuluu laajoilla tutkimuksilla, jotka kattavat suuria taivaan alueita. Mutta osa ajasta on varattu, ja se annetaan kaikille, jotka laativat hienon tarkkailuehdotuksen. Joidenkin tähtitieteilijöiden mukaan roomalaisen Ultra Deep Field -havainnon, kuten Hubble Ultra Deep Fieldin, pitäisi olla prioriteetti ja se voisi tarjota monia etuja.
Esimerkki siitä, miltä roomalainen Ultra Deep Field näyttäisi verrattuna Hubbleen. Kuvan ansiot: NASA, ESA ja A. Koekemoer (STScI)
Kiitokset: Digitalized Sky Survey
Anton Koekemoer on tutkiva astrofyysikko Hubble-avaruusteleskoopilla Space Telescope Science Institutessa. Hän esitteli idean Roman Ultra Deep Fieldistä American Astronomical Societyn 237. kokouksessa. Hänen ideallaan on tällä hetkellä yli 30 laitoksen tähtitieteilijöiden tuki.
Jonkin sisällä Lehdistötiedote , Koekemoer puhui hankkeen puolesta. 'Yhteisötieteen konseptina voi olla jännittäviä tieteellisiä tuloksia Romanin erittäin syvän kentän havainnoista. Haluaisimme saada tähtitieteellinen yhteisö pohtimaan tapoja, joilla he voisivat hyödyntää Romanin kykyjä', hän sanoi.
Tämä on kuva Andromedan galaksista. Se on peräisin yhdestä suurimmista koskaan toteutetuista Hubble-ohjelmista, Panchromatic Hubble Andromeda Treasury -ohjelmasta. Saadakseen sen tähtitieteilijät ottivat 400 erillistä osoitusta Hubblella (sininen neliö) ja yhdistivät ne laajakentän mosaiikin rakentamiseksi. Kuva on nyt kultainen standardi galaksien, kuten Linnunradan, yksityiskohtaisen koostumuksen ymmärtämisessä. Punainen ääriviiva osoittaa roomalaisen valtavan jalanjäljen tämän Hubble-mosaiikin päällä. Vaatii vain kaksi roomalaista osoitusta kattaakseen koko Hubblen tässä mosaiikissa tutkiman alueen samalla syvyydellä ja kuvan selkeydellä. Kuvan ansiot: NASA ja STScI
Hubble käytti noin sata tuntia erittäin halutusta havainnointiajastaan Ultra Deep Field -kentän keräämiseen. Roomalaisella avaruusteleskoopilla kestäisi suunnilleen saman ajan saada samanlainen kuva. Mutta vaikka Hubblen kuva sisälsi tuhansia galakseja, Rooman teleskooppi sisältäisi niitä miljoonia. Kuka voi ennustaa tarkalleen, mitä uutta tiedettä ja löytöjä ponnisteluista tulisi?
Noissa miljoonissa galakseissa olisi joitain vanhimmista koskaan kuvatuista galakseista. Vaikka Hubblen syvä kuva sisälsi vain kourallisen näitä vaikeasti havaittavia kohteita, Romanin syvä kuva saattoi sisältää niitä satoja, mahdollisesti jopa tuhansia. Se olisi valtava sysäys varhaisen universumin tutkimuksellemme. Sen avulla tähtitieteilijät voivat tutkia, kuinka nuo muinaiset galaksit on ryhmitelty, kuinka vanhoja ne ovat ja kuinka niiden tähdet muodostuivat.
Tämä loitonnallinen video alkaa Hubble Ultra Deep Fieldistä ja loitontaa näyttämään roomalaisen avaruusteleskoopin näkökentän.
Ei vain sitä, vaan roomalainen teleskooppi toimisi yhdessä muiden tehokkaiden kaukoputkien kanssa, mikä voi vain antaa lisäpotkua ymmärryksemme.
'Roman tuottaisi myös voimakkaita synergiaetuja nykyisten ja tulevien maassa ja avaruudessa olevien teleskooppien kanssa, mukaan lukien NASAn James Webbin avaruusteleskooppi ja muut', Koekemoer sanoi.
Kun kaukoputket tulevat yhä tehokkaammiksi, ne tuottavat suurempia määriä yksityiskohtaista tietoa. Mutta kaikkea tätä dataa on käsiteltävä oikein, ja niitä on yksinkertaisesti liian paljon, jotta tähtitieteilijät voivat hallita itse. Rooman avaruusteleskooppi tuottaa valtavan määrän tietoa, ja tutkijat kehittävät tapoja käsitellä sitä.
Suurin osa siitä keskittyy koneoppimiseen ja tekoälyyn.
Kun toinen supervoimakas teleskooppi, Vera C. Rubin Observatory, tulee verkkoon joskus tänä vuonna, se tuottaa lähes valtavan määrän havaintodataa. Tiedeyhteisö on valmistautunut tähän valtavaan tietovirtaan vuosia etukäteen. Rubinin observatoriolla on erikoistunut infrastruktuuri, joka hoitaa kaiken. Northwestern University jopa toteutti a uusi ohjelma kouluttaa nuoria datatieteilijöitä käsittelemään sitä.
Kuva Nancy Gracen roomalaisesta avaruusteleskoopista. Kuvan luotto: NASA
Roomalainen avaruusteleskooppi luottaa samanlaisiin tiedonkäsittelyominaisuuksiin. Se luottaa koneoppimiseen luomaansa valtavan tietokannan käsittelyssä. Kun jokainen kuva voi sisältää tietoa miljoonista yksittäisistä galakseista, tarvitsemme eliittiä laskentatehoa, jotta voimme ymmärtää kaiken.
'Rooman lähetystyön valtavien tietokokonaisuuksien mahdollistama löytöpotentiaali voisi johtaa läpimurtoihin universumin ymmärtämisessämme enemmän kuin voisimme tällä hetkellä kuvitella.'
Anton Koekemoer, tutkijaastrofyysikko, Hubble Space Telescope/Space Telescope Science Institute.
Mutta tietenkään kaikki nämä tiedot eivät ole vain urakkatyötä: se on ennennäkemätön mahdollisuus. 'Voit tutkia täysin uusia kysymyksiä, joihin et aiemmin pystynyt vastaamaan', Koekemoer sanoi.
Tietovirta herättää todennäköisesti myös uusia kysymyksiä, joita kukaan ei odottanut. 'Rooman operaation valtavien tietokokonaisuuksien mahdollistama löytöpotentiaali voi johtaa läpimurtoihin universumin ymmärtämisessämme, enemmän kuin voisimme tällä hetkellä kuvitella', Koekemoer lisäsi. 'Se voisi olla Romanin pysyvä perintö tiedeyhteisölle: ei vain vastaaminen tieteeseen liittyviin kysymyksiin, joita uskomme voivamme käsitellä, vaan myös uusia kysymyksiä, joita meidän ei tarvitse vielä ajatella.'
Väitteet roomalaisten tarkkailuvoimasta voivat olla itse asiassa aliarvioituja. Itse asiassa roomalainen on kuin Hubble-avaruusteleskoopin ja avaruusteleskoopin yhdistelmä Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Se ei voi tehdä kaikkea, mitä Hubble tekee, etenkään mitä tulee UV-havaintoihin. Mutta monissa sen toteuttamissa havainnointiohjelmissa roomalainen on kirjaimellisesti satoja kertoja tehokkaampi kuin Hubble. Ja sen valtava näkökenttä asettaa sen liittoon SDSS:n kanssa.
Synergiaa muiden observatorioiden kanssa ei myöskään voi yliarvioida. Jotkut erittäin harvinaiset galaksit sisältyvät roomalaisten massiivisiin tietokokonaisuuksiin. Kun ne on tunnistettu, niitä voidaan tutkia tarkemmin James Webb -avaruusteleskoopin ja sen tehokkaiden spektroskopia- ja IR-ominaisuuksien avulla.
Rooman avaruusteleskooppi testaa myös joitain tehokkaimmista ja yksityiskohtaisimmista maailmankaikkeuden simulaatioistamme. Tähtitieteilijät ja kosmologit ovat käyttäneet supertietokoneita luodakseen simulaatioita maailmankaikkeudesta, joka kehittyy ajan myötä. Nämä dataan perustuvat simulaatiot osoittavat, että noin 800–1 miljardi vuotta alkuräjähdyksen jälkeen galaksit olivat alkaneet ryhmittyä pimeän aineen vaikutuksesta niihin. Silloin universumin laajamittainen rakenne alkoi hahmottua. Roomalaiset voivat tarkastella suuria määriä galakseja tuolta ajalta ja verrata niitä simulaatioihin.
Tähtien muodostumisen tutkimus on tutkimusalue, jota roomalaistenkin pitäisi pystyä valaisemaan. Kosmologit puhuvat ' Kosminen Aamunkoitto ' ja ' Kosminen keskipäivä ”, joka kattaa ajanjakson noin 500 miljoonasta vuodesta 3 miljardiin vuoteen alkuräjähdyksen jälkeen. Tuona ajanjaksona tähdet syntyivät hurjaa vauhtia, paljon nopeammin kuin nykyaikanamme. Tutkijat uskovat myös, että supermassiiviset mustat aukot (SMBH) olivat aktiivisimpia tuona aikana.
Sangeeta Malhotran NASA Goddard Space Flight Centeristä mukaan, joka on myös tutkija roomalaisten tieteellisten tutkimusryhmien kanssa, Romanin laaja näkökenttä tulee olemaan valtava sysäys näiden aikakausien tutkimiseen.
'Koska Romanin näkökenttä on niin suuri, se muuttaa peliä. Voisimme kokeilla ei vain yhtä ympäristöä kapeassa näkökentässä, vaan sen sijaan useita ympäristöjä, jotka Romanin laajasilmäinen näkymä vangitsi. Tämä antaa meille paremman käsityksen siitä, missä ja milloin tähtien muodostuminen tapahtui.' Malhotra sanoi.
Roomalaisen pääpeilin on valmistanut L3Harris-yhtiö. Tässä kuvassa Bonnie Patterson L3Harrisista seisoo Nancy Gracen roomalaisen avaruusteleskoopin valmiin pääpeilin kanssa (kuva: L3Harris)
Tähtitieteilijöille eri alueiden tähtien muodostumisnopeudet sisältävät paljon tietoa, ja tämä on toinen alue, jolla roomalaiset menestyvät. ”Väestöasiantuntijat saattavat kysyä, mitä eroja on suurissa kaupungeissa asuvien ihmisten ja esikaupunkien välillä. maaseutualueilla? Vastaavasti voimme tähtitieteilijöinä kysyä, elävätkö aktiivisimmat tähtiä muodostavat galaksit hyvin ryhmittyneillä alueilla vai vain tähtijoukkojen reunoilla, vai elävätkö ne eristyksissä? Malhotra sanoi.
Rooman avaruusteleskooppi tehostaa myös eksoplaneettojen tutkimusta. Sen voimakas koronagrafi avulla se voi kuvata jättimäisiä eksoplaneettoja ja antaa meille joitain ennennäkemättömiä korkearesoluutioisia näkymiä niistä. Se pystyy tutkimaan protoplaneettalevyjä samalla tavalla ja auttaa meitä ymmärtämään, onko olemassa muita aurinkojärjestelmiä, kuten meidän, ja kuinka yleisiä tai harvinaisia ne ovat.
Roomalainen liittyy JWST:hen tärkeimpinä avaruusteleskoopeinamme. Se on myös osa kokonaista joukkoa teleskooppeja ja observatorioita, jotka tulevat verkkoon lähivuosina ja jotka yhdessä lupaavat edistää tähtitiedettä tavoilla, joista emme voi olla varmoja. Tähän ryhmään kuuluvat mm Jättiläinen Magellan-teleskooppi , Kolmenkymmenen metrin teleskooppi , Eurooppalainen erittäin suuri teleskooppi , ja muut.
Rooman avaruusteleskoopin on määrä edistää ymmärrystämme universumista monilla yksityiskohtaisilla, tutkimukseen perustuvilla poluilla. Se on tärkeää ja jännittävää. Mutta monille ihmisille Ultra Deep Field -kuvat voivat olla houkuttelevimpia. Tällaisista kuvista voi tulla osa sosiaalista kerrontaamme ja ne voivat vaikuttaa tapaan, jolla jopa ei-tieteilijät ajattelevat maapalloa, ihmiskuntaa ja maailmankaikkeutta. Katsokaapa Hubble-kuvien vaikutusta kokonaiseen sukupolveen.
Jollain tapaa nämä syvät, laajat kuvat kosmoksesta voivat olla tärkeämpiä kuin kaikki puhtaasti tieteellinen kehitys.
Nancy Gracen roomalainen avaruusteleskooppi on tarkoitus laukaista joskus vuonna 2025, jos kaikki menee hyvin. Laukaisun jälkeen se asetetaan halokiertoradalle Sun-Earth L2 -pisteessä. Se viettää siellä viisi vuotta, ehkä enemmänkin, tarkkaillen sekä optista että lähi-infrapunaa.
Lisää:
- Lehdistötiedote: ROOMAINEN AVARUUSTELESKOOPPI VOI KUVAA 100 HUBBLE ULTRA SYVÄÄ KENTTÄ KERRAN
- Tiede/tekninen paperi: Wide-Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubblea 2020-luvulle
- Universumi tänään: WFIRST läpäisi tärkeän virstanpylvään, on aika aloittaa kehitys ja testaus