Η έκδοση του ρωμαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου για το βαθύ πεδίο Hubble θα καλύψει μια 100x μεγαλύτερη περιοχή του ουρανού
Θυμηθείτε το Βαθύ πεδίο Hubble ? Και ο διάδοχός του ο Υπερβαθύ πεδίο Hubble ? Σίγουρα το κάνουμε εδώ στο Universe Today. Πώς θα μπορούσαμε να τους ξεχάσουμε;
Λοιπόν, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχει διαδόχους, έτσι και δύο από τις πιο διάσημες εικόνες του. Και αυτοί οι διάδοχοι θα προέρχονται από έναν από τους διαδόχους του Hubble, το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο της NASA.
Το Hubble Deep Field και Ultra Deep Field έδειξαν σε μια γενιά ανθρώπων πόσο επεκτατικό και θαυμαστό είναι το Σύμπαν. Έδειξαν ότι ακόμη και τα κενά σημεία του ουρανού είναι, στην πραγματικότητα, γεμάτα γαλαξίες. Όλα τα μεγέθη, τα σχήματα και οι ηλικίες των γαλαξιών.
Και το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο—ονομάζεται επίσης και το Ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace — (και παλαιότερα ονομαζόταν WFIRST), θα ξεπεράσει αυτές τις εικόνες με τις δικές του εικόνες. Και θα μπορούσαν να ισοδυναμούν με 100 εξαιρετικά βαθιά πεδία Hubble ταυτόχρονα. Μυαλό ίσον φουσκωμένο, που λένε τα παιδιά.
Αυτή είναι η αρχική έκδοση του Hubble Ultra Deep Field από τη NASA. Μεταξύ όλων των γαλαξιών στην εικόνα είναι περίπου 10.000 από τους πιο μακρινούς γαλαξίες. Είναι τα πιο μικρά, τα πιο κόκκινα και υπήρχαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Πίστωση εικόνας: Από τη NASA και τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος. Επεξεργασία από Noodle snacks – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/07/image/a/warn/, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid =5276968
Το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί το 2025 σε μια πενταετή αποστολή. Θα πραγματοποιήσει έρευνα αιχμής σε μερικά από τα συναρπαστικά ερωτήματα που αφορούν την κοσμολογία και τους εξωπλανήτες. Για να το κάνει αυτό, έχει κάποια σοβαρή δύναμη παρατήρησης.
Ο κύριος καθρέφτης του έχει διάμετρο 2,4 μέτρα (7 πόδια 10 ίντσες), το ίδιο μέγεθος με αυτό του Hubble. Αλλά το πρώτο όνομα λειτουργίας του Ρωμαϊκού Τηλεσκοπίου ήταν WFIRST, το οποίο σημαίνει Τηλεσκόπιο Υπέρυθρων Έρευνας Ευρέως Πεδίου. Το τμήμα Wide-Field του ονόματός του σημαίνει ότι μπορεί να απεικονίσει μια περιοχή του ουρανού πολύ ευρύτερη από το Hubble. Έως και 100 φορές μεγαλύτερο ή περισσότερο.
Η παρατήρηση του χρόνου με τον Ρωμαίο θα είναι ιδιαίτερα πολυπόθητη. Ένα μεγάλο μέρος αυτού του χρόνου θα καταναλωθεί με ευρείες έρευνες που καλύπτουν μεγάλες περιοχές του ουρανού. Όμως, μέρος του χρόνου είναι διαθέσιμο και θα διατεθεί σε όποιον συντάξει μια εξαιρετική πρόταση παρατήρησης. Σύμφωνα με ορισμένους στην αστρονομική κοινότητα, μια ρωμαϊκή παρατήρηση Ultra Deep Field όπως το Hubble Ultra Deep Field θα πρέπει να αποτελεί προτεραιότητα και θα μπορούσε να προσφέρει πολλά οφέλη.
Μια απεικόνιση του πώς θα φαινόταν το Ρωμαϊκό Υπερβαθύ Πεδίο σε σύγκριση με αυτό του Hubble. Πίστωση εικόνας: NASA, ESA και A. Koekemoer (STScI)
Ευχαριστίες: Ψηφιοποιημένη Έρευνα Ουρανού
Ο Anton Koekemoer είναι ένας ερευνητής αστροφυσικός με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble στο Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου. Παρουσίασε την ιδέα για ένα Roman Ultra Deep Field στην 237η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας. Η ιδέα του αυτή τη στιγμή έχει την υποστήριξη αστρονόμων από περισσότερα από 30 ιδρύματα.
Σε ένα δελτίο τύπου , ο Koekemoer τάχθηκε υπέρ του έργου. «Ως έννοια της κοινοτικής επιστήμης, θα μπορούσαν να υπάρξουν συναρπαστικές επιστροφές επιστήμης από εξαιρετικά βαθιές παρατηρήσεις πεδίου από τον Roman. Θα θέλαμε να δεσμεύσουμε την αστρονομική κοινότητα να σκεφτεί τρόπους με τους οποίους θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τις δυνατότητες του Roman», είπε.
Αυτή είναι μια εικόνα του γαλαξία της Ανδρομέδας. Είναι από ένα από τα μεγαλύτερα προγράμματα Hubble που έχει πραγματοποιηθεί ποτέ, το Panchromatic Hubble Andromeda Treasury πρόγραμμα. Για να το πάρουν, οι αστρονόμοι πήραν 400 ευδιάκριτες δείκτες με το Hubble (μπλε τετράγωνο) και τις συνέδεσαν για να φτιάξουν ένα μωσαϊκό μεγάλου πεδίου. Η εικόνα είναι πλέον το χρυσό πρότυπο για την κατανόηση της λεπτομερούς σύνθεσης γαλαξιών όπως ο Γαλαξίας. Το κόκκινο περίγραμμα δείχνει το τεράστιο αποτύπωμα του Ρωμαίου πάνω σε αυτό το μωσαϊκό του Hubble. Θα χρειαζόταν μόνο δύο ρωμαϊκές σημαδεύσεις για να καλυφθεί ολόκληρη η περιοχή που εξερεύνησε το Hubble σε αυτό το μωσαϊκό με το ίδιο βάθος και ευκρίνεια εικόνας. Πίστωση εικόνας: NASA και STScI
Το Hubble χρησιμοποίησε περίπου εκατό ώρες από τον πολυπόθητο χρόνο παρατήρησής του για να συγκεντρώσει το Ultra Deep Field του. Θα χρειαζόταν περίπου τον ίδιο χρόνο για το ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο να συγκεντρώσει μια παρόμοια εικόνα. Αλλά ενώ η εικόνα του Hubble περιείχε χιλιάδες γαλαξίες, το Ρωμαϊκό Τηλεσκόπιο θα περιέχει εκατομμύρια από αυτούς. Ποιος μπορεί να προβλέψει ακριβώς ποιες νέες επιστήμες και ανακαλύψεις θα προέκυπταν από την προσπάθεια;
Σε αυτά τα εκατομμύρια γαλαξίες θα ήταν μερικοί από τους παλαιότερους που έχουν απεικονιστεί ποτέ. Ενώ η βαθιά εικόνα του Hubble περιείχε μόνο μια χούφτα από αυτούς τους άπιαστους στόχους, η βαθιά εικόνα του Roman θα μπορούσε να περιέχει εκατοντάδες από αυτούς, ενδεχομένως ακόμη και χιλιάδες. Αυτό θα ήταν μια τεράστια ώθηση στη μελέτη μας για το πρώιμο Σύμπαν. Θα μπορούσε να επιτρέψει στους αστρονόμους να μελετήσουν πώς ομαδοποιούνται αυτοί οι αρχαίοι γαλαξίες, πόσο χρονών είναι και πώς σχηματίστηκαν τα αστέρια τους.
Αυτό το βίντεο σμίκρυνσης ξεκινά με το εξαιρετικά βαθύ πεδίο Hubble και μικραίνει για να δείξει το οπτικό πεδίο του Ρωμαϊκού Διαστημικού Τηλεσκοπίου.
Όχι μόνο αυτό, αλλά το Ρωμαϊκό Τηλεσκόπιο θα λειτουργούσε παράλληλα με άλλα ισχυρά τηλεσκόπια, τα οποία μπορούν μόνο να δώσουν άλλη μια ώθηση στην κατανόησή μας.
«Το Roman θα παρείχε επίσης ισχυρές συνέργειες με τα σημερινά και μελλοντικά τηλεσκόπια στο έδαφος και στο διάστημα, συμπεριλαμβανομένων των τηλεσκοπίων της NASA Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και άλλοι», είπε ο Koekemoer.
Καθώς τα τηλεσκόπια γίνονται όλο και πιο ισχυρά, παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες λεπτομερών δεδομένων. Αλλά όλα αυτά τα δεδομένα πρέπει να αντιμετωπίζονται σωστά, και απλώς είναι πάρα πολλά για να τα διαχειριστούν οι αστρονόμοι μόνοι τους. Το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο θα δημιουργήσει έναν τεράστιο όγκο δεδομένων και οι επιστήμονες αναπτύσσουν τρόπους για να το αντιμετωπίσουν.
Τα περισσότερα από αυτά επικεντρώνονται γύρω από τη μηχανική μάθηση και την τεχνητή νοημοσύνη.
Όταν ένα άλλο υπερισχυρό τηλεσκόπιο, το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin, κυκλοφορήσει κάποια στιγμή φέτος, θα δημιουργήσει σχεδόν συντριπτική ποσότητα παρατηρητικών δεδομένων. Η επιστημονική κοινότητα προετοιμάζεται για αυτή τη μαζική ροή δεδομένων χρόνια νωρίτερα. Το Παρατηρητήριο Rubin διαθέτει εξειδικευμένη υποδομή για να τα χειριστεί όλα. Το Northwestern University εφάρμοσε ακόμη και ένα νέο πρόγραμμα να εκπαιδεύσει νέους και ανερχόμενους επιστήμονες δεδομένων για να το αντιμετωπίσουν.
Μια απεικόνιση του ρωμαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου Nancy Grace. Πίστωση εικόνας: NASA
Το ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο θα βασίζεται σε παρόμοιες δυνατότητες διαχείρισης δεδομένων. Θα βασίζεται στη μηχανική εκμάθηση για την επεξεργασία της τεράστιας βάσης δεδομένων που δημιουργεί. Όταν κάθε εικόνα μπορεί να περιέχει πληροφορίες για εκατομμύρια μεμονωμένους γαλαξίες, θα χρειαστούμε ελίτ υπολογιστική ισχύ για να κατανοήσουμε όλα αυτά.
«Το δυναμικό ανακάλυψης που δόθηκε από τα τεράστια σύνολα δεδομένων από τη ρωμαϊκή αποστολή θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανακαλύψεις στην κατανόησή μας για το σύμπαν, πέρα από αυτό που θα μπορούσαμε να οραματιστούμε επί του παρόντος».
Anton Koekemoer, ερευνητής αστροφυσικός, Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble/Space Telescope Science Institute.
Αλλά φυσικά, όλα αυτά τα δεδομένα δεν είναι απλώς μια αγγαρεία: είναι μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία. «Θα μπορούσατε να εξερευνήσετε εντελώς νέα ερωτήματα που δεν μπορούσατε να απαντήσετε στο παρελθόν», δήλωσε ο Koekemoer.
Η ροή των δεδομένων πιθανότατα θα δημιουργήσει επίσης ορισμένες νέες ερωτήσεις που κανείς δεν περίμενε. «Η δυνατότητα ανακάλυψης που ενεργοποιήθηκε από τα τεράστια σύνολα δεδομένων από τη ρωμαϊκή αποστολή θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανακαλύψεις στην κατανόησή μας για το σύμπαν, πέρα από αυτό που θα μπορούσαμε να οραματιστούμε επί του παρόντος», πρόσθεσε ο Koekemoer. «Αυτή θα μπορούσε να είναι η μόνιμη κληρονομιά του Roman για την επιστημονική κοινότητα: όχι μόνο απαντώντας στα επιστημονικά ερωτήματα που πιστεύουμε ότι μπορούμε να αντιμετωπίσουμε, αλλά και σε νέα ερωτήματα που δεν έχουμε ακόμη σκεφτεί».
Οι ισχυρισμοί για την παρατηρητική δύναμη του Ρωμαίου μπορεί στην πραγματικότητα να είναι υποτιμημένοι. Στην πραγματικότητα, το Ρωμαϊκό είναι σαν ένας συνδυασμός του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και του Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Δεν μπορεί να κάνει ό,τι κάνει το Hubble, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για παρατηρήσεις UV. Αλλά για πολλά από τα προγράμματα παρατήρησης που θα αναλάβει, το Ρωμαίο είναι κυριολεκτικά εκατοντάδες φορές πιο ισχυρό από το Hubble. Και το τεράστιο οπτικό του πεδίο το τοποθετεί σε συμφωνία με το SDSS.
Η συνέργεια με άλλα παρατηρητήρια δεν μπορεί πραγματικά να υπερεκτιμηθεί. Μερικοί πολύ σπάνιοι γαλαξίες θα περιέχονται στα τεράστια σύνολα δεδομένων του Ρωμαίου. Μόλις εντοπιστούν, μπορούν να εξεταστούν πιο προσεκτικά με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και τις ισχυρές του δυνατότητες φασματοσκοπίας και υπερύθρων.
Το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο θα δοκιμάσει επίσης μερικές από τις πιο ισχυρές και λεπτομερείς προσομοιώσεις του Σύμπαντος. Αστρονόμοι και κοσμολόγοι έχουν χρησιμοποιήσει υπερυπολογιστές για να δημιουργήσουν προσομοιώσεις του Σύμπαντος που ξετυλίγονται με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι προσομοιώσεις που βασίζονται σε δεδομένα δείχνουν ότι περίπου 800 εκατομμύρια έως 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, οι γαλαξίες είχαν αρχίσει να ομαδοποιούνται καθώς η σκοτεινή ύλη άσκησε την επιρροή της πάνω τους. Τότε είναι που το μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος άρχισε να παίρνει μορφή. Ο Ρωμαίος θα μπορεί να δει μεγάλους αριθμούς γαλαξιών από εκείνη την εποχή και να τους συγκρίνει με προσομοιώσεις.
Η μελέτη του σχηματισμού άστρων είναι ένας τομέας έρευνας στον οποίο και οι Ρωμαίοι θα πρέπει να μπορούν να ρίξουν λίγο φως. Οι κοσμολόγοι μιλούν για το « Κοσμική Αυγή ' και το ' Κοσμικό Μεσημέρι », το οποίο καλύπτει ένα χρονικό διάστημα μεταξύ περίπου 500 εκατομμυρίων ετών και 3 δισεκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα αστέρια γεννιόντουσαν με άγριο ρυθμό, πολύ πιο γρήγορα από ό,τι στην εποχή μας. Οι επιστήμονες πιστεύουν επίσης ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες (SMBH) ήταν πιο ενεργές εκείνη την περίοδο.
Σύμφωνα με τη Sangeeta Malhotra του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA, η οποία είναι επίσης συν-ερευνήτρια στις ομάδες έρευνας της ρωμαϊκής επιστήμης, το ευρύ οπτικό πεδίο του Roman θα αποτελέσει τεράστια ώθηση για τη μελέτη αυτών των εποχών.
«Επειδή το οπτικό πεδίο του Roman είναι τόσο μεγάλο, θα αλλάξει το παιχνίδι. Θα μπορούσαμε να δειγματίσουμε όχι μόνο ένα περιβάλλον σε ένα στενό οπτικό πεδίο, αλλά αντίθετα μια ποικιλία περιβαλλόντων που αποτυπώνονται από τη θέα του Ρομάν. Αυτό θα μας δώσει μια καλύτερη αίσθηση του πού και πότε συνέβαινε ο σχηματισμός των αστεριών.» είπε ο Malhotra.
Ο κύριος καθρέφτης του Ρωμαίου κατασκευάζεται από την εταιρεία L3Harris. Σε αυτήν την εικόνα, η Bonnie Patterson του L3Harris στέκεται με τον ολοκληρωμένο πρωτεύοντα καθρέφτη για το Roman Space Telescope Nancy Grace (φωτογραφία: L3Harris)
Οι ρυθμοί σχηματισμού άστρων σε διαφορετικές περιοχές περιέχουν πολλές πληροφορίες για τους αστρονόμους, και αυτός είναι ένας άλλος τομέας στον οποίο θα διαπρέψει ο Ρωμαίος. αγροτικές περιοχές? Ομοίως, ως αστρονόμοι μπορούμε να ρωτήσουμε, οι πιο ενεργοί γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια ζουν σε πολύ συγκεντρωμένες περιοχές ή απλώς στις άκρες των σμηνών ή ζουν σε απομόνωση;» είπε ο Malhotra.
Το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο θα ενισχύσει επίσης την έρευνα για εξωπλανήτες. Είναι δυνατό στεφανογράφος θα του επιτρέψει να απεικονίσει γιγάντιους εξωπλανήτες και να μας δώσει μερικές άνευ προηγουμένου εικόνες υψηλής ανάλυσης από αυτούς. Θα μπορεί να εξετάσει πρωτοπλανητικούς δίσκους με τον ίδιο τρόπο και θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε αν υπάρχουν άλλα ηλιακά συστήματα σαν το δικό μας και πόσο κοινά ή σπάνια είναι.
Το Roman θα ενταχθεί στο JWST ως τα κορυφαία διαστημικά τηλεσκόπια μας. Είναι επίσης μέρος μιας ολόκληρης ομάδας τηλεσκοπίων και παρατηρητηρίων που θα έρθουν στο διαδίκτυο τα επόμενα λίγα χρόνια που μαζί υπόσχονται να προωθήσουν την αστρονομία με τρόπους για τους οποίους δεν μπορούμε να είμαστε σίγουροι ακόμα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τα Γιγαντιαίο τηλεσκόπιο Μαγγελάνου , ο Τηλεσκόπιο τριάντα μέτρων , ο Ευρωπαϊκό εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο , και άλλοι.
Το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο πρόκειται να προωθήσει την κατανόησή μας για το Σύμπαν μέσω πολλών λεπτομερών μονοπατιών που βασίζονται στην έρευνα. Αυτό είναι σημαντικό και συναρπαστικό. Αλλά για πολλούς ανθρώπους, είναι οι εικόνες Ultra Deep Field που μπορεί να είναι οι πιο συναρπαστικές. Τέτοιες εικόνες μπορούν να γίνουν μέρος της κοινωνικής μας αφήγησης και μπορεί να επηρεάσουν τον τρόπο που ακόμη και μη επιστήμονες σκέφτονται τη Γη, την ανθρωπότητα και το Σύμπαν. Απλώς δείτε την επίδραση που είχαν οι εικόνες του Hubble σε μια ολόκληρη γενιά ανθρώπων.
Κατά κάποιο τρόπο, αυτές οι βαθιές, πλατιές εικόνες του σύμπαντος μπορεί να είναι πιο σημαντικές από όλες τις καθαρά επιστημονικές εξελίξεις.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί κάποια στιγμή το 2025, αν όλα πάνε καλά. Μετά την εκτόξευση, θα τοποθετηθεί σε τροχιά φωτοστέφανου στο σημείο L2 Ήλιου-Γης. Θα περάσει πέντε χρόνια εκεί, ίσως και περισσότερα, παρατηρώντας τόσο σε οπτικό όσο και σε κοντινό υπέρυθρο.
Περισσότερο:
- Δελτίο τύπου: ΤΟ ΡΩΜΑΪΚΟ ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΟ ΤΗΛΕΣΚΟΠΙΟ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΚΟΝΑ 100 ΥΠΕΡΒΑΘΙΑ ΠΕΔΙΑ HUBBLE ΤΟΝΟΠΩΣ
- Επιστημονικό/Τεχνικό Έγγραφο: The Wide-Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles για τη δεκαετία του 2020
- Σύμπαν σήμερα: Το WFIRST περνά ένα σημαντικό ορόσημο, ήρθε η ώρα να ξεκινήσετε την ανάπτυξη και τις δοκιμές