นักดาราศาสตร์วิทยุในยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้สาธิตวิธีใหม่ในการสำรวจจักรวาลผ่านทางอินเทอร์เน็ต!
ด้วยการใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยนักวิจัยได้ทำการสำรวจดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลโดยใช้เครือข่ายการวิจัยของโลกเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์เสมือนจริงขนาดยักษ์ กระบวนการนี้อนุญาตให้พวกเขาสร้างภาพวัตถุด้วยรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อนในแบบเรียลไทม์ สิ่งที่เพียงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจะเป็นไปไม่ได้ ดาวที่ถูกเลือกสำหรับการสาธิตที่น่าทึ่งนี้เรียกว่า IRC + 10420 เป็นหนึ่งในสิ่งที่ผิดปกติที่สุดในท้องฟ้า ล้อมรอบด้วยกลุ่มเมฆก๊าซฝุ่นและปล่อยออกมาอย่างแรงในคลื่นวิทยุวัตถุจะทรงตัวเมื่อสิ้นสุดชีวิตมุ่งหน้าไปสู่การระเบิดอย่างหายนะที่รู้จักกันในนาม 'ซูเปอร์โนวา'
การสำรวจใหม่เหล่านี้ทำให้มองเห็นอนาคตของดาราศาสตร์ทางวิทยุอย่างน่าตื่นเต้น การใช้เครือข่ายการวิจัยไม่เพียง แต่นักดาราศาสตร์ทางวิทยุจะสามารถมองลึกเข้าไปในจักรวาลที่ห่างไกลพวกเขาจะสามารถจับภาพเหตุการณ์ที่ไม่แน่นอนและไม่สามารถคาดเดาได้ทันทีที่เกิดขึ้นเชื่อถือได้และรวดเร็ว
นักดาราศาสตร์มักจะพยายามเพิ่มความละเอียดสูงสุดของกล้องโทรทรรศน์ ความละเอียดเป็นการวัดจำนวนรายละเอียดที่สามารถเลือกได้ กล้องโทรทรรศน์ยิ่งใหญ่ความละเอียดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น VLBI (หรือ Long Baseline Interferometry) เป็นเทคนิคที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการถ่ายภาพท้องฟ้าโดยละเอียด แทนที่จะใช้วิทยุจานเดียวอาร์เรย์ของกล้องโทรทรรศน์จะเชื่อมโยงเข้าด้วยกันทั่วทั้งประเทศหรือแม้แต่ทวีป เมื่อสัญญาณถูกรวมเข้ากับคอมพิวเตอร์เฉพาะภาพที่ได้จะมีความละเอียดเท่ากับกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่เท่ากับการแยกเสาอากาศสูงสุด
ในอดีตเทคนิค VLBI ถูกขัดขวางอย่างรุนแรงเนื่องจากต้องบันทึกข้อมูลลงบนเทปแล้วส่งไปยังศูนย์ประมวลผลกลางเพื่อทำการวิเคราะห์ ดังนั้นนักดาราศาสตร์วิทยุจึงไม่สามารถตัดสินความสำเร็จของความพยายามของพวกเขาได้หลายสัปดาห์แม้กระทั่งหลายเดือนหลังจากการสังเกตการณ์ วิธีการแก้ปัญหาเพื่อเชื่อมโยงกล้องโทรทรรศน์ทางอิเล็กทรอนิกส์แบบเรียลไทม์ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวิเคราะห์ข้อมูลเมื่อมันเกิดขึ้น เทคนิคที่เรียกว่า e-VLBI นั้นเป็นไปได้เฉพาะตอนนี้ที่การเชื่อมต่อเครือข่ายแบนด์วิธสูงเป็นจริง
การสำรวจนาน 20 ชั่วโมงล่าสุดดำเนินการในวันที่ 22 กันยายนโดยใช้เครือข่าย VLBI ของยุโรป (EVN) ที่เกี่ยวข้องกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุในสหราชอาณาจักรสวีเดนเนเธอร์แลนด์เนเธอร์แลนด์โปแลนด์และเปอร์โตริโก การแยกเสาอากาศสูงสุดคือ 8200 กม. ให้ความละเอียดอย่างน้อย 20 มิลลิวินาที (mas); นี่ดีกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลประมาณ 5 เท่า รายละเอียดระดับนี้เทียบเท่ากับการหยิบอาคารเล็ก ๆ บนพื้นผิวดวงจันทร์! การรวมสายอากาศที่อาเรซีโบในเปอร์โตริโกก็เพิ่มความไวของอาร์เรย์กล้องโทรทรรศน์ด้วยปัจจัย 10 ถึงกระนั้นการสังเกตที่ความถี่ 1612 MHz สัญญาณจากดาวฤกษ์ไกลโพ้นก็มากกว่าหนึ่งพันล้านล้านครั้ง อ่อนแอกว่าโทรศัพท์มือถือทั่วไป!
กล้องโทรทรรศน์แต่ละตัวเชื่อมต่อกับเครือข่ายการวิจัยและการศึกษาแห่งชาติ (NREN) ของประเทศและข้อมูลถูกส่งที่ 32 Mbits / วินาทีต่อกล้องโทรทรรศน์ผ่านทาง GEANT เครือข่ายการวิจัยในยุโรปไปยัง SURFnet เครือข่ายชาวดัตช์ จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปยัง Joint Institute สำหรับ VLBI ในยุโรป (JIVE) ศูนย์ประมวลผลกลางสำหรับ EVN ในเนเธอร์แลนด์ ที่นั่นข้อมูลทั้ง 9 เทราบิตถูกป้อนเข้าสู่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์พิเศษแบบเรียลไทม์เรียกว่า 'ผู้ร่วม' และรวมกัน จากนั้นมีการใช้เครือข่ายการวิจัยเดียวกันเพื่อส่งมอบผลิตภัณฑ์ข้อมูลขั้นสุดท้ายให้กับนักดาราศาสตร์ที่สร้างภาพขึ้นมาโดยตรง นักดาราศาสตร์ก็ไม่สามารถถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมหาศาลที่จำเป็นสำหรับ e-VLBI ผ่านอินเทอร์เน็ต ในความเป็นจริงอย่างมากอินเทอร์เน็ตเองก็ทำตัวเหมือนกล้องดูดาวโดยทำหน้าที่เหมือนกับพื้นผิวโค้งของจานวิทยุแต่ละตัว Dai Davies ผู้จัดการทั่วไปของ DANTE ที่ทำงานกับ GEANT กล่าวว่า“ e-VLBI ดำเนินการอย่างประสบความสำเร็จบนพื้นฐานของทวีปแสดงให้เห็นในแง่ที่เป็นไปได้อย่างชัดเจนถึงความสำคัญของเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ การสร้างเครือข่ายการวิจัยเป็นพื้นฐานของเทคนิควิทยุดาราศาสตร์ใหม่นี้และเป็นที่น่าพอใจอย่างมากที่เห็นประโยชน์ที่เกิดขึ้นในขณะนี้”
แม้ว่าเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ของการทดลองนั้นเรียบง่าย แต่การสังเกต e-VLBI ของ IRC + 10420 นั้นเปิดโอกาสในการดูโครงสร้างของวัตถุทางดาราศาสตร์เมื่อพวกมันเปลี่ยนแปลง IRC + 10420 เป็นดาวฤกษ์ที่ยิ่งใหญ่ในกลุ่มดาว Aquila มันมีมวลประมาณ 10 เท่าดวงอาทิตย์ของเราและอยู่ห่างจากโลกประมาณ 15,000 ปีแสง หนึ่งในแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ามันถูกล้อมรอบด้วยเปลือกฝุ่นหนาและก๊าซที่ถูกโยนออกมาจากพื้นผิวของดาวฤกษ์ในอัตราประมาณ 200 เท่าของมวลโลกทุกปี นักดาราศาสตร์วิทยุสามารถถ่ายภาพฝุ่นและก๊าซที่อยู่รอบ ๆ IRC + 10420 เนื่องจากหนึ่งในโมเลกุลขององค์ประกอบคือไฮดรอกซิล (OH) เผยให้เห็นตัวมันเองด้วยวิธีการปล่อย 'เมเซอร์' ที่แข็งแกร่ง โดยพื้นฐานแล้วนักดาราศาสตร์จะเห็นกลุ่มของก๊าซที่การเปล่งคลื่นวิทยุถูกขยายอย่างมากด้วยเงื่อนไขพิเศษ ด้วยเลนส์ซูมที่ได้รับจาก e-VLBI นักดาราศาสตร์สามารถสร้างภาพที่มีรายละเอียดที่ดีเยี่ยมและดูการเคลื่อนที่ของแก๊สกลุ่มดูต้นแบบที่เกิดและตายในช่วงเวลาหลายสัปดาห์ถึงเดือนและศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่แทรกซึมเปลือก ผลแสดงว่าก๊าซกำลังเคลื่อนที่ประมาณ 40 กิโลเมตรต่อวินาทีและถูกขับออกจากดาวฤกษ์เมื่อประมาณ 900 ปีก่อน ในฐานะศ. ฟิลไดมอนด์หนึ่งในทีมวิจัยที่ Jodrell Bank Observatory (สหราชอาณาจักร) ได้อธิบายว่า“ วัสดุที่เราเห็นในภาพนี้ทิ้งพื้นผิวของดาวไว้ในช่วงเวลาของการพิชิตนอร์มันในอังกฤษ”
เป็นที่เชื่อกันว่า IRC + 10420 มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วจนถึงจุดสิ้นสุดของชีวิต เมื่อถึงจุดหนึ่งอาจจะหลายพันปีต่อจากนี้ไปบางทีพรุ่งนี้ก็คาดว่าดาวจะระเบิดตัวเองออกไปในปรากฏการณ์ที่ทรงพลังที่สุดที่รู้จักในจักรวาล - 'ซูเปอร์โนวา' เมฆที่เกิดขึ้นของวัสดุจะก่อตัวเป็นดาวฤกษ์รุ่นใหม่และระบบดาวเคราะห์ ขณะนี้นักดาราศาสตร์วิทยุได้ทรงตัวพร้อมกับพลังที่เหลือเชื่อของ e-VLBI เพื่อรับรายละเอียดในขณะที่พวกเขาเกิดขึ้นและศึกษากระบวนการทางกายภาพที่มีความสำคัญต่อโครงสร้างของกาแล็กซี่ของเรา
เทคโนโลยีฉุกเฉินของ e-VLBI ถูกตั้งขึ้นเพื่อปฏิวัติดาราศาสตร์วิทยุ เมื่อแบนด์วิดท์เครือข่ายเพิ่มขึ้นเช่นกันความไวของอาร์เรย์ e-VLBI ก็จะช่วยให้สามารถมองเห็นพื้นที่ที่ห่างไกลและจางที่สุดอย่างชัดเจน ดร. ไมค์การ์เร็ตผู้อำนวยการ JIVE ให้ความเห็นว่า“ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลของ e-VLBI ความคืบหน้าอย่างรวดเร็วในเครือข่ายการสื่อสารทั่วโลกควรอนุญาตให้เราเชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดในโลกด้วยความเร็วเกินสิบกิกะบิตต่อวินาทีในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า อาการมึนงงของดาวมวลสูงดวงแรกในจักรวาลเจ็ตส์เกิดใหม่จากหลุมดำกลางของกาแลคซีแห่งแรกจะถูกเปิดเผยอย่างละเอียด
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าวธนาคาร Jodrell
