Različica Hubblovega globokega polja rimskega vesoljskega teleskopa bo pokrila 100x večje območje neba
Zapomni si Hubblovo globoko polje ? In njegov naslednik Hubblovo ultra globoko polje ? Zagotovo imamo tukaj v Universe Today. Kako bi jih lahko pozabili?
No, tako kot ima vesoljski teleskop Hubble naslednike, imata tudi dve njegovi najbolj znani sliki. In ti nasledniki bodo prišli iz enega od Hubblovih naslednikov, Nasinega rimskega vesoljskega teleskopa.
Hubble Deep Field in Ultra Deep Field sta generaciji ljudi pokazala, kako obsežno in čudovito je vesolje. Pokazali so, da so celo prazne zaplate neba v resnici polne galaksij. Vse velikosti, oblike in starosti galaksij.
In rimski vesoljski teleskop - imenovan tudi Rimski vesoljski teleskop Nancy Grace — (in se prej imenoval WFIRST), bo te slike prevzel z lastnimi podobami. In lahko bi bili enakovredni 100 Hubblovim ultra globokim poljem naenkrat. Otroci pravijo, da je um enako razburjen.
To je izvirna izdaja Nase Hubble Ultra Deep Field. Med vsemi galaksijami na sliki je približno 10.000 najbolj oddaljenih galaksij. So najmanjši, najbolj rdeči in so obstajali ne dolgo po velikem poku. Zasluge slike: NASA in Evropska vesoljska agencija. Uredil Noodle snacks – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/07/image/a/warn/, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid =5276968
Rimski vesoljski teleskop naj bi izstrelili leta 2025 na petletno misijo. Izvajal bo vrhunske raziskave nekaterih prepričljivih vprašanj v zvezi s kozmologijo in eksoplaneti. Da bi to naredil, ima resno opazovalno moč.
Njegovo primarno ogledalo ima premer 2,4 m (7 ft 10 in), enake velikosti kot Hubble. Toda prvo delovno ime rimskega teleskopa je bilo WFIRST, kar pomeni Wide-Field Infrardeč Survey Telescope. Del njegovega imena Wide-Field pomeni, da lahko slika območje neba veliko širše kot Hubble. Do 100-krat širši ali več.
Opazovanje časa z Rimljanom bo zelo zaželeno. Velik del tega časa bo namenjen širokim raziskavam, ki bodo pokrivale velike odseke neba. Toda nekaj časa je na voljo in bo na voljo vsem, ki sestavijo odličen predlog za opazovanje. Po mnenju nekaterih v astronomski skupnosti bi moralo biti opazovanje rimskega ultra globokega polja, kot je Hubble Ultra Deep Field, prednostna naloga in bi lahko prineslo številne koristi.
Ilustracija, kako bi bilo videti rimsko ultra globoko polje v primerjavi s Hubblovim. Zasluge za sliko: NASA, ESA in A. Koekemoer (STScI)
Priznanje: Digitalizirana raziskava neba
Anton Koekemoer je raziskovalni astrofizik z vesoljskega teleskopa Hubble na Znanstvenem inštitutu za vesoljski teleskop. Idejo za rimsko ultra globoko polje je predstavil na 237. srečanju American Astronomical Society. Njegovo idejo trenutno podpirajo astronomi iz več kot 30 institucij.
V izjava za javnost , se je Koekemoer zavzel za projekt. »Kot koncept skupnostne znanosti bi lahko prišli do vznemirljivih znanstvenih rezultatov iz ultra globokih opazovanj na terenu, ki jih je opravil Roman. Radi bi vključili astronomsko skupnost, da razmisli o načinih, kako bi lahko izkoristili Romanove sposobnosti,« je dejal.
To je slika galaksije Andromeda. Je iz enega največjih Hubblovih programov, ki so jih kdaj izvajali, programa Panchromatic Hubble Andromeda Treasury. Da bi ga dobili, so astronomi s Hubblom (modri kvadrat) vzeli 400 različnih točk in jih povezali, da bi zgradili mozaik širokega polja. Slika je zdaj zlati standard za razumevanje podrobne sestave galaksij, kot je Rimska cesta. Rdeči obris prikazuje ogromen odtis Rima, ki je položen na ta Hubblov mozaik. Potrebovali bi le dve rimski kazalci, da bi pokrili celotno regijo, ki jo je Hubble raziskal v tem mozaiku, z enako globino in jasnostjo slike. Zasluge za sliko: NASA in STScI
Hubble je porabil približno sto ur svojega zelo želenega opazovalnega časa, da je zbral svoje Ultra Deep Field. Približno toliko časa bi potreboval rimski vesoljski teleskop, da bi zbral podobno sliko. Medtem ko je Hubblova slika vsebovala na tisoče galaksij, bi jih rimski teleskop vseboval na milijone. Kdo lahko natančno napove, kakšna nova znanost in odkritja bi prišli iz tega truda?
V teh milijonih galaksij bi bilo nekaj najstarejših, kar jih je bilo kdaj posnetih. Medtem ko je Hubblova globoka slika vsebovala le nekaj teh izmuzljivih tarč, bi jih lahko Romanova globoka slika vsebovala na stotine, morda celo na tisoče. To bi bila velika spodbuda za naše preučevanje zgodnjega vesolja. Astronomom bi lahko omogočil, da preučijo, kako so te starodavne galaksije združene, koliko so stare in kako so nastale njihove zvezde.
Ta videoposnetek o pomanjšanju se začne s Hubblovim ultra globokim poljem in pomanjša, da prikaže vidno polje rimskega vesoljskega teleskopa.
Ne samo to, rimski teleskop bi deloval skupaj z drugimi močnimi teleskopi, kar lahko le še dodatno spodbudi naše razumevanje.
'Roman bi prinesel tudi močne sinergije s sedanjimi in prihodnjimi teleskopi na tleh in v vesolju, vključno z Nasinimi teleskopi Vesoljski teleskop James Webb in drugi,« je dejal Koekemoer.
Ko teleskopi postajajo vse močnejši, ustvarjajo večje količine podrobnih podatkov. Toda z vsemi temi podatki je treba pravilno ravnati in preprosto jih je preveč, da bi astronomi lahko upravljali sami. Rimski vesoljski teleskop bo ustvaril ogromno podatkov in znanstveniki razvijajo načine, kako se z njimi spopasti.
Večina tega se osredotoča na strojno učenje in umetno inteligenco.
Ko bo nekje letos na spletu prišel še en super zmogljiv teleskop, Observatorij Vera C. Rubin, bo ustvaril skoraj ogromno količino opazovalnih podatkov. Znanstvena skupnost se je na ta ogromen tok podatkov pripravljala leta vnaprej. Observatorij Rubin ima specializirano infrastrukturo za vse to. Northwestern University je celo izvajala a nov program izobraževati mlade podatkovne znanstvenike, ki se bodo s tem ukvarjali.
Ilustracija rimskega vesoljskega teleskopa Nancy Grace. Avtor slike: NASA
Rimski vesoljski teleskop se bo zanašal na podobne zmogljivosti za obdelavo podatkov. Zanaša se na strojno učenje za obdelavo obsežne baze podatkov, ki jo ustvari. Ko lahko vsaka slika vsebuje informacije o milijonih posameznih galaksij, bomo potrebovali elitno računalniško moč, ki bo pomagala razumeti vse.
'Možnost odkritja, ki jo omogočajo ogromni nabori podatkov iz rimske misije, bi lahko pripeljala do preboja v našem razumevanju vesolja, ki presega tisto, kar si trenutno lahko predstavljamo.'
Anton Koekemoer, raziskovalni astrofizik, Hubble Space Telescope/Space Telescope Science Institute.
Seveda pa vsi ti podatki niso le opravilo: to je priložnost brez primere. 'Lahko bi raziskali popolnoma nova vprašanja, ki jih prej niste mogli obravnavati,' je dejal Koekemoer.
Pretok podatkov bo verjetno povzročil tudi nekaj novih vprašanj, ki jih nihče ni pričakoval. 'Možnost odkritja, ki jo omogočajo ogromni nabori podatkov iz rimske misije, bi lahko pripeljala do preboja v našem razumevanju vesolja, ki presega tisto, kar si trenutno lahko predstavljamo,' je dodal Koekemoer. 'To bi lahko bila Romanova trajna zapuščina za znanstveno skupnost: ne samo pri odgovarjanju na znanstvena vprašanja, za katera menimo, da jih lahko obravnavamo, ampak tudi na nova vprašanja, na katera še moramo razmišljati.'
Trditve o rimski opazovalni moči so morda dejansko podcenjene. V bistvu je Rimski kot kombinacija vesoljskega teleskopa Hubble in Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ne more narediti vsega, kar počne Hubble, zlasti ko gre za opazovanja UV. Toda za številne programe opazovanja, ki jih bo izvajal, je Roman dobesedno stokrat močnejši od Hubbla. In njegovo ogromno vidno polje ga postavlja v zvezo s SDSS.
Tudi sinergije z drugimi opazovalnicami ni mogoče preceniti. Nekatere zelo redke galaksije bodo vsebovale množične zbirke podatkov Rimljanov. Ko so identificirani, jih je mogoče natančneje preučiti z vesoljski teleskopom James Webb in njegovo zmogljivo spektroskopijo in IR zmogljivostmi.
Rimski vesoljski teleskop bo preizkusil tudi nekaj naših najmočnejših in najbolj podrobnih simulacij vesolja. Astronomi in kozmologi so uporabili superračunalnike za ustvarjanje simulacij vesolja, ki se razvija skozi čas. Te simulacije, ki temeljijo na podatkih, kažejo, da so se med približno 800 milijoni in 1 milijardo let po velikem poku galaksije začele združevati, saj je temna snov nanje vplivala. Takrat je obsežna struktura vesolja začela dobivati obliko. Rimljan si bo lahko ogledal veliko število galaksij iz tistega časa in jih primerjal s simulacijami.
Študija nastajanja zvezd je raziskovalno področje, ki bi ga morali Rimljani tudi nekoliko osvetliti. Kozmologi govorijo o ' Kozmična zora ' in ' Kozmično poldne ', ki pokriva časovni razpon med približno 500 milijoni let in 3 milijarde let po velikem poku. V tem obdobju so se zvezde rojevale z divjim tempom, veliko hitreje kot v našem sedanjem času. Znanstveniki tudi menijo, da so bile v tem času najbolj aktivne supermasivne črne luknje (SMBH).
Po besedah Sangeete Malhotre iz NASA Goddard Space Flight Center, ki je tudi soraziskovalec v rimskih znanstvenih preiskovalnih skupinah, bo Romanovo široko vidno polje velika spodbuda za preučevanje teh obdobij.
»Ker je Romanovo vidno polje tako veliko, se bo igra spremenila. Lahko bi vzorčili ne le eno okolje v ozkem vidnem polju, temveč različna okolja, ki jih je zajel Romanov pogled z velikimi očmi. To nam bo dalo boljši občutek, kje in kdaj se je dogajalo nastajanje zvezd.' je rekel Malhotra.
Rimsko primarno ogledalo je izdelalo podjetje L3Harris. Na tej sliki Bonnie Patterson iz L3Harris stoji z dokončanim primarnim ogledalom za rimski vesoljski teleskop Nancy Grace (foto kredit: L3Harris)
Stopnje nastajanja zvezd v različnih regijah vsebujejo veliko informacij za astronome, in to je še eno področje, na katerem se bo Rimljan odlikoval. »Strokovnjaki za prebivalstvo se lahko vprašajo, kakšne so razlike med ljudmi, ki živijo v velikih mestih, v primerjavi s tistimi v predmestju ali podeželje? Podobno, kot astronomi, se lahko vprašamo, ali najaktivnejše galaksije, ki tvorijo zvezde, živijo v zelo združenih območjih ali le na robovih kopic, ali živijo izolirano?« je rekel Malhotra.
Rimski vesoljski teleskop bo prav tako spodbudil raziskave eksoplanetov. Njegova močna koronograf bo omogočila slikanje velikanskih eksoplanetov in nam dala nekaj pogledov nanje v visoki ločljivosti brez primere. Na enak način bo lahko preučil protoplanetarne diske in nam bo pomagal razumeti, ali obstajajo drugi sončni sistemi, kot je naš, in kako pogosti ali redki so.
Roman se bo pridružil JWST kot naši vrhunski vesoljski teleskopi. Je tudi del cele skupine teleskopov in observatorijev, ki bodo na spletu v naslednjih nekaj letih, ki skupaj obljubljajo napredek astronomije na načine, za katere še ne moremo biti prepričani. Ta skupina vključuje Velikanski Magellanov teleskop , Tridesetmetrski teleskop , Evropski izjemno velik teleskop , in drugi.
Rimski vesoljski teleskop naj bi napredoval v našem razumevanju vesolja po številnih podrobnih poteh, ki jih vodijo raziskave. To je pomembno in vznemirljivo. Toda za mnoge ljudi so slike Ultra Deep Field morda najbolj prepričljive. Takšne slike lahko postanejo del naše družbene pripovedi in lahko vplivajo na način, kako celo neznanstveniki razmišljajo o Zemlji, človeštvu in vesolju. Samo poglejte, kakšen učinek so imele Hubblove slike na celotno generacijo ljudi.
Na nek način so te globoke, široke podobe kozmosa morda pomembnejše od vseh čisto znanstvenih dosežkov.
Rimski vesoljski teleskop Nancy Grace naj bi izstrelili nekje leta 2025, če bo vse v redu. Po izstrelitvi bo postavljen v halo orbito na točki Sonce-Zemlja L2. Tam bo preživel pet let, morda več, opazoval tako v optičnem kot v skoraj infrardečem.
Več:
- Izjava za javnost: RIMSKI VESOLJSKI TELESKOP BI LAHKO Sliko posnel 100 HUBBLOVIH ULTRA GLOBOKIH POLJ NA HEN
- Znanstveni/tehnični članek: Infrardeči teleskop širokega polja: 100 Hubblov za 2020.
- Vesolje danes: WFIRST je dosegel pomemben mejnik, čas je za začetek razvoja in testiranja