Mileura Widefield Array - ผู้สาธิตความถี่ต่ำได้รับรางวัล 4.9 ล้านเหรียญสหรัฐในการระดมทุนจาก National Science Foundation ในสัปดาห์นี้ หอดูดาวจะย้อนกลับไปยังยุคแรกสุดเมื่อมีสสารมืดและไฮโดรเจนในยุคแรกเท่านั้น มันควรจะเห็นแผ่นแปะแผ่นแรกที่มีความหนาแน่นสูงกว่าเนื่องจากก๊าซนี้ถูกดึงเข้าหากันเพื่อก่อตัวดาวฤกษ์และกาแลคซีแห่งแรก
กล้องโทรทรรศน์นวนิยายที่จะช่วยให้ความเข้าใจเกี่ยวกับเอกภพในยุคแรกเริ่มเคลื่อนเข้าใกล้การก่อสร้างเต็มรูปแบบเนื่องจากได้รับรางวัล 4.9 ล้านเหรียญสหรัฐจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติไปจนถึงสมาคมแห่งสหรัฐอเมริกาที่นำโดย MIT
Mileura Widefield Array - Demonstrator ความถี่ต่ำ (LFD) ซึ่งถูกสร้างขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกาโดยประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศออสเตรเลียจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์การระเบิดของดวงอาทิตย์จากก๊าซร้อนยวดยิ่งที่ดีกว่าซึ่งสามารถเล่นกับดาวเทียมการสื่อสารและโครงข่ายพลังงาน . ในการสนับสนุนการสังเกตการณ์แสงอาทิตย์สำนักงานกองทัพอากาศของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ได้ทำรางวัล $ 0.3M ให้กับ MIT สำหรับอุปกรณ์อาเรย์
“ การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ใหม่มุ่งเน้นไปที่การทดลองแนวหน้าในด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์เฮลิโอสเฟียร์ เราวางแผนที่จะควบคุมพลังการประมวลผลอย่างมหาศาลของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลที่ทันสมัยเปลี่ยนเสาอากาศขนาดเล็กที่เรียบง่ายและราคาถูกให้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่ทรงพลังและมีเอกลักษณ์ที่สุดในโลก” Colin J. Lonsdale ผู้นำโครงการของ Haystack ของ MIT กล่าว หอดูดาว
ผู้ทำงานร่วมกันของ LFD ในสหรัฐอเมริกา ได้แก่ Haystack Observatory, สถาบัน MIT Kavli เพื่อการวิจัยทางดาราศาสตร์และอวกาศและศูนย์วิจัยดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน พันธมิตรของออสเตรเลียรวมถึง CSIRO Australia Telescope National Facility และสมาคมมหาวิทยาลัยในออสเตรเลียที่นำโดยมหาวิทยาลัยเมลเบิร์นซึ่งรวมถึงมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Curtin และอื่น ๆ
กาแล็กซี่แรกดาวดวงแรก
ไม่นานหลังจากบิกแบงเอกภพเป็นทะเลที่มืดสนิทและมีสสารและก๊าซ โครงสร้างต่าง ๆ เช่นกาแลคซีของเราก่อตัวจากความเท่าเทียมกันนี้ได้อย่างไร เมื่อเวลาผ่านไปแรงโน้มถ่วงค่อย ๆ ดึงการควบแน่นของสสารเข้าด้วยกันทำให้เกิดความหนาแน่นสูงขึ้นและต่ำลง เมื่อถึงจุดหนึ่งก๊าซมากพอที่จะกระจุกตัวในพื้นที่ขนาดเล็กพอที่กระบวนการทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ซับซ้อนถูกกระตุ้นและดาวดวงแรกก็ถือกำเนิดขึ้น
โดยหลักการแล้วเราสามารถเห็นได้ว่าเกิดอะไรขึ้นและเมื่อมันเกิดขึ้นได้อย่างไรโดยมองไปที่ไกลที่สุดของจักรวาลเพราะเมื่อเรามองระยะทางไกลกว่านี้เราก็มองย้อนเวลากลับไป การค้นหาดาวดวงแรกเหล่านี้และกาแลคซีแห่งแรกที่อยู่ในจุดที่มันเป็นภารกิจหลักของ LFD
กล้องโทรทรรศน์จะทำสิ่งนี้ได้อย่างไร
ปรากฎว่าไฮโดรเจนซึ่งประกอบขึ้นเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดในเอกภพยุคแรกปล่อยและดูดซับคลื่นวิทยุอย่างมีประสิทธิภาพ มันเป็นคลื่นวิทยุเหล่านี้ซึ่งถูกขยายโดยการขยายตัวของเอกภพซึ่งสามารถตรวจจับวัดและวิเคราะห์โดยกล้องโทรทรรศน์ใหม่ ด้วยการมองเห็นความผันผวนของความสว่างในแนวกว้างของท้องฟ้าในช่วงความยาวคลื่นเหล่านี้เราสามารถค้นพบสถานะของก๊าซไฮโดรเจนเมื่อเอกภพมีอายุน้อยมากในยุคปัจจุบัน
“ กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ทางวิทยุที่ทำงานที่ความถี่ต่ำนั้นเป็นโอกาสที่จะได้เห็นการก่อตัวของดาวดวงแรกกาแลคซีและกระจุกกาแลคซีและเพื่อทดสอบทฤษฎีของเราเกี่ยวกับที่มาของโครงสร้าง” Jacqueline Hewitt ผู้อำนวยการสถาบัน MIT Kavli กล่าว ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ เธอเสริมว่า“ การสังเกตโดยตรงของยุคการก่อตัวของโครงสร้างนี้เป็นหนึ่งในการวัดที่สำคัญที่สุดในจักรวาลวิทยาดาราศาสตร์ยังคงต้องทำ”
ศาสตราจารย์ราเชลเว็บสเตอร์จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์นกล่าวว่า“ เราหวังว่าจะได้เห็นหลุมทรงกลมที่สร้างขึ้นจากควอซาร์ยุคแรก (แกนกลางของกาแลคซี่) ในการกระจายตัวของไฮโดรเจนในยุคแรก สิ่งเหล่านี้จะปรากฏเป็นจุดด่างดำเล็ก ๆ ซึ่งการแผ่รังสีควาซาร์แยกไฮโดรเจนออกเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน "
ทำความเข้าใจกับ 'space weather'
บางครั้งดวงอาทิตย์ก็รุนแรง การระเบิดของก๊าซที่มีความร้อนสูงมากหรือพลาสม่าจะถูกพุ่งเข้าสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์และวิ่งออกไปด้านนอกในสนามชนกับโลก สิ่งเหล่านี้เรียกว่า "การปลดปล่อยมวลโคโรนา" และเปลวไฟที่สัมพันธ์กันมีหน้าที่แสดงแสงขั้วโลกที่รู้จักกันในนามออโรร่า อย่างไรก็ตามพวกเขายังสามารถเล่นความเสียหายกับดาวเทียมการเชื่อมโยงการสื่อสารและกริดพลังงานและอาจเป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศ
ผลกระทบของการปล่อยพลาสมาเหล่านี้สามารถคาดการณ์ได้ แต่ไม่ค่อยดีนัก บางครั้งวัสดุที่ถูกขับออกจะถูกเบี่ยงเบนไปจากสนามแม่เหล็กของโลกและโลกถูกป้องกัน ในเวลาอื่น ๆ โล่ล้มเหลวและความเสียหายอย่างกว้างขวางสามารถเกิดขึ้นได้ ความแตกต่างเกิดจากคุณสมบัติของแม่เหล็กของพลาสมา
เพื่อปรับปรุงการทำนายและให้คำเตือนล่วงหน้าอย่างน่าเชื่อถือเกี่ยวกับสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยนักวิทยาศาสตร์จะต้องวัดสนามแม่เหล็กที่แทรกซึมวัสดุ จนถึงขณะนี้ยังไม่มีวิธีที่จะทำการวัดดังกล่าวจนกว่าวัสดุนั้นจะอยู่ใกล้โลก
LFD สัญญาว่าจะเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น กล้องโทรทรรศน์จะมองเห็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่สว่างจ้า พลาสม่าที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์เปลี่ยนคลื่นวิทยุของแหล่งเหล่านั้นเมื่อผ่าน แต่ในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับความแรงของสนามแม่เหล็กและทิศทาง จากการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็จะสามารถสรุปคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กที่สำคัญทั้งหมดของการปล่อยมวลโคโรนาได้
“ นี่เป็นการวัดที่สำคัญที่สุดที่จะสนับสนุนโครงการสภาพอากาศอวกาศแห่งชาติของเราเนื่องจากมันจะแจ้งให้ทราบล่วงหน้าเกี่ยวกับผลกระทบของสภาพอากาศในอวกาศบนโลกได้ดีก่อนที่จะมีผลกระทบจากการระเบิดของพลาสมา” โจเซฟซาลาห์ผู้อำนวยการ ของหอดูดาวกองหญ้าแห้ง
กล้องโทรทรรศน์
LFD จะเป็น“ เสา” 500 เสาอากาศที่แผ่กระจายไปทั่วพื้นที่ 1.5 กิโลเมตรหรือเกือบหนึ่งไมล์ กระเบื้องแต่ละแผ่นมีพื้นที่ประมาณ 20 ฟุตและประกอบด้วยเสาอากาศแบบไดโพลที่เรียบง่ายและราคาถูกจำนวน 16 อันยึดกับพื้นและจ้องตรงขึ้น
กล้องโทรทรรศน์ธรรมดาขนาดใหญ่นั้นมีลักษณะเป็นแผ่นเว้าขนาดใหญ่ที่ปลายและเอียงเพื่อโฟกัสไปยังพื้นที่เฉพาะของท้องฟ้า ต้องขอบคุณอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลที่ทันสมัยกระเบื้อง LFD ยังสามารถ“ นำพา” ได้ทุกทิศทาง - แต่ไม่จำเป็นต้องมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แต่สัญญาณหรือข้อมูลจากเสาอากาศขนาดเล็กแต่ละอันนั้นถูกนำมารวมกันและวิเคราะห์โดยคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลัง ด้วยการรวมสัญญาณในรูปแบบที่แตกต่างกันคอมพิวเตอร์สามารถ "ชี้" กล้องโทรทรรศน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพในทิศทางที่ต่างกัน
“ การประมวลสัญญาณดิจิตอลที่ทันสมัยซึ่งเปิดใช้งานโดยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีกำลังเปลี่ยนดาราศาสตร์วิทยุ” ลินคอล์นเจกรีนฮิลล์จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนกล่าว
แนวคิดนี้ได้รับการทดสอบที่ Radio Astronomy Park ที่ Mileura ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียด้วยกระเบื้องต้นแบบสามชิ้นที่“ เชื่อมต่อด้วยมือด้วยความรัก” โดย MIT และนักศึกษาปริญญาโทและนักวิจัยชาวออสเตรเลีย Hewitt กล่าว “ กระเบื้องมีประสิทธิภาพดีมาก เราพอใจมากกับพวกเขา”
ทำไมต้องมิทูร่า กล้องโทรทรรศน์ LFD จะทำงานในช่วงคลื่นวิทยุเดียวกันกับที่พบวิทยุ FM และออกอากาศทางโทรทัศน์ ดังนั้นหากมีการจัดวางใกล้กับเมืองที่พลุกพล่านสัญญาณจากยุคหลังจะส่งเสียงกระซิบวิทยุจากจักรวาลอันลึกล้ำ อย่างไรก็ตามไซต์ที่วางแผนไว้ที่ Mileura นั้นยอดเยี่ยมมากคือ“ วิทยุเงียบ” และยังสามารถเข้าถึงได้ง่าย
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวประชาสัมพันธ์ของ MIT
