Объяснение: как ПАСИФА будет заглядывать в неизведанные районы неба.

Индийский астроном возглавляет разработку жизненно важного инструмента, который будет использоваться в предстоящих обзорах неба для изучения звезд. Что такое PASIPHAE и почему это важно?

Поляриметр строится на базе контрольно-измерительных приборов IUCAA в Пуне. (Фото предоставлено IUCAA)

Загадки, связанные с происхождением Вселенной, продолжают вызывать человеческое любопытство. Индийский астроном возглавляет разработку жизненно важного инструмента, который будет использоваться в предстоящих обзорах неба для изучения звезд. Проект финансируется ведущими мировыми учреждениями, что свидетельствует о растущем опыте Индии в создании сложных астрономических инструментов.

Что такое ПАСИФАЕ?

Эксперимент по построению звездных изображений полярных областей в эксперименте с высокой точностью поляризации (PASIPHAE) - это международный совместный проект по съемке неба. Ученые стремятся изучить поляризацию света, исходящего от миллионов звезд.

Название происходит от Пасифаи, дочери греческого бога Солнца Гелиоса, которая была замужем за царем Миносом.

В исследовании будут использоваться два высокотехнологичных оптических поляриметра для одновременного наблюдения северного и южного неба.

Он будет сфокусирован на захвате поляризации звездного света очень слабых звезд, которые находятся так далеко, что сигналы поляризации от них не изучались систематически. Расстояния до этих звезд будут получены из измерений спутника GAIA.

Объединив эти данные, астрономы выполнят первую томографию магнитного поля межзвездной среды очень больших областей неба с помощью нового поляриметрического инструмента, известного как WALOP (Wide Area Linear Optical Polarimeter).

Ученые из Университета Крита, Греция, Калифорнийского технологического института, США, Межуниверситетского центра астрономии и астрофизики (IUCAA), Индии, Южноафриканской астрономической обсерватории и Университета Осло, Норвегия, участвуют в этом проекте под руководством Института. астрофизики, Греция.

Фонд Infosys, Индия, Фонд Ставроса Ниархоса, Греция и Национальный научный фонд США предоставили грант в размере 1 млн долларов каждый в сочетании с взносами Европейского исследовательского совета и Национального исследовательского фонда Южной Африки.

Почему важен ПАСИФАЕ?

С момента своего рождения около 14 миллиардов лет назад Вселенная постоянно расширялась, о чем свидетельствует наличие излучения космического микроволнового фона (CMB), которое заполняет Вселенную.

Сразу после своего рождения Вселенная прошла короткую инфляционную фазу, во время которой она расширилась с очень высокой скоростью, прежде чем замедлилась и достигла нынешней скорости. Однако пока существуют только теории и косвенные доказательства инфляции, связанные с ранней Вселенной.

Неоспоримым следствием инфляционной фазы является то, что крошечная часть реликтового излучения должна иметь свои отпечатки в виде определенного вида поляризации (известного в науке как сигнал B-моды).

Все предыдущие попытки обнаружить этот сигнал потерпели неудачу в основном из-за трудностей, создаваемых нашей галактикой Млечный Путь, которая испускает большое количество поляризованного излучения.

Кроме того, он содержит множество пылевых облаков, которые присутствуют в виде скоплений. Когда звездный свет проходит через эти пылевые облака, они рассеиваются и поляризуются.

Это похоже на попытку увидеть на небе тусклые звезды днем. Галактическое излучение настолько яркое, что сигнал поляризации реликтового излучения теряется, - сказал С. Махарана, аспирант IUCAA, участвующий в этом проекте.

Обзор PASIPHAE позволит измерить поляризацию звездного света на больших участках неба. Эти данные вместе с расстояниями GAIA до звезд помогут создать трехмерную модель распределения пыли и структуры магнитного поля галактики. Такие данные могут помочь устранить галактический поляризованный свет переднего плана и позволить астрономам искать неуловимый сигнал B-моды.

Что такое WALOP?

Широкоугольный линейный оптический поляриметр (WALOP) - это прибор, установленный на двух небольших оптических телескопах, который будет использоваться для обнаружения сигналов поляризованного света, исходящих от звезд на высоких галактических широтах.

По WALOP каждый будет установлен на 1,3-метровой обсерватории Скинакас на Крите и на 1-метровом телескопе Южноафриканской астрономической обсерватории, расположенной в Сазерленде.

После постройки они будут уникальными инструментами, предлагающими самый широкий угол обзора неба в поляриметрии. «Он будет способен делать снимки в пределах ½ ° на ½ ° области неба во время каждой экспозиции», - сказал А. Н. Рамапракаш, старший научный сотрудник IUCAA и научный сотрудник IA, Крит.

Проще говоря, изображения будут одновременно содержать мельчайшие детали звезды и ее панорамный фон.

WALOP будет работать по принципу, что в любой момент времени данные с наблюдаемой части неба будут разделены на четыре разных канала. В зависимости от того, как свет проходит через четыре канала, получается значение поляризации звезды. То есть у каждой звезды будет четыре соответствующих изображения, которые при сшивании помогут вычислить желаемое значение поляризации звезды.

Поскольку обзор будет сосредоточен на областях неба с очень низкими значениями поляризации (<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.

Это произошло после успешного исследования эксперимента RoboPol в 2012–2017 годах, в котором участвовали некоторые сотрудники PASIPHAE. С тех пор разработка, изготовление и сборка под руководством Рамапракаша продолжаются.

WALOP и его предшественник RoboPol разделяют принцип однократной фотометрии. Но WALOP весом 200 кг будет способен наблюдать сотни звезд одновременно как на северном, так и на южном небе, в отличие от RoboPol, который имеет гораздо меньшее поле зрения в небе.

В настоящее время разработка прибора находится на продвинутой стадии и продолжается на базе контрольно-измерительных приборов в IUCAA.

Почему WALOP будет использоваться на оптических телескопах 1-метрового класса

Основным ограничением при использовании больших оптических телескопов является то, что они покрывают относительно меньшую площадь неба, что противоречит общей цели PASIPHAE.

В то время как телескопы класса 1 метр обеспечивают как большие поля обзора неба, так и мельчайшие детали далеких звезд.

Поскольку обзор неба продлится четыре года, будет сложно посвятить значительное время наблюдений любого большого телескопа исключительно изучению поляризации звезд.

Таким образом, максимальное время наблюдения, предлагаемое меньшими телескопами, будет отведено для обзора неба PASIPHAE с использованием WALOP, добавил Рамапракаш, также посещающий факультет Калифорнийского технологического института.

Попытка вдавить телескопы 1-метрового класса также должна продемонстрировать, что научный прорыв и сложные эксперименты могут быть предприняты с использованием меньших телескопов, даже в эпоху больших и очень больших телескопов.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ: