|
Изучение темной энергии с помощью взрывающихся звезд
|
|
|
|
Вселенная стремительно расширяется под воздействием неизвестной силы, получившей название "темная энергия". Одна из главных целей будущего космического телескопа НАСА "Нэнси Грейс Роман" - помочь астрономам найти ключи к разгадке тайны. Одна команда сейчас готовит почву, чтобы помочь астрономам подготовиться к этой захватывающей науке.
|
|
|
|
"Roman будет сканировать космос в тысячу раз быстрее, чем космический телескоп НАСА "Хаббл", обеспечивая при этом качество изображения, аналогичное "Хаббловскому", - сказала Ребекка Хаунселл, ассистент научного сотрудника Университета Мэриленда в округе Балтимор, работающая в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и один из руководителей проекта. исследователь из команды по инфраструктуре проекта "Космология сверхновой", готовящейся к проведению миссии по исследованию высокоширотной временной области. "У нас будет огромное количество данных, и мы хотим сделать так, чтобы ученые могли использовать их с самого первого дня".
|
|
|
|
Роман будет неоднократно рассматривать обширные и глубокие области неба в ближнем инфракрасном диапазоне, открывая совершенно новый взгляд на Вселенную и показывая всевозможные явления, происходящие ночью. Это включает в себя разрушение звезд, когда они пролетают слишком близко к черной дыре, интенсивные выбросы из центров галактик и различные звездные взрывы, называемые сверхновыми.
|
|
|
|
|
|
|
Космические радары
|
|
|
|
По оценкам ученых, около полудюжины звезд взрываются где-то в обозримой Вселенной каждую минуту. В среднем, один из них будет представлять собой особую разновидность под названием type Ia, которая может помочь астрономам измерить Вселенную.
|
|
|
|
Эти вспышки достигают максимума при одинаковой внутренней яркости, что позволяет ученым определять расстояния до них, просто измеряя, насколько яркими они кажутся.
|
|
|
|
Ученые также могут изучать свет этих сверхновых, чтобы выяснить, как быстро они удаляются от нас. Сравнивая, с какой скоростью они удаляются на разные расстояния, ученые смогут проследить космическое расширение с течением времени.
|
|
|
|
Используя десятки сверхновых типа Ia, ученые обнаружили, что расширение Вселенной ускоряется. Роман найдет десятки тысяч таких вспышек, в том числе очень отдаленных, что даст дополнительные сведения о природе темной энергии и о том, как она могла изменяться на протяжении истории Вселенной.
|
|
|
|
"Ближний инфракрасный обзор Roman поможет нам заглянуть дальше, потому что более удаленный свет растягивается или краснеет, когда он проходит через расширяющееся пространство", - сказал Бенджамин Роуз, доцент Университета Бейлора в Уэйко, штат Техас, и один из главных исследователей команды infrastructure. "И, если можно так выразиться, открытие большего окна поможет нам лучше понять эти объекты в целом", что позволит ученым больше узнать о темной энергии. Это может включать в себя открытие новой физики или выяснение судьбы Вселенной.
|
|
|
|
Телескоп people's telescope
|
|
|
|
Члены группы планирования были частью процесса сообщества, направленного на то, чтобы получить информацию от ученых по всему миру о том, как должно быть разработано исследование и как должен работать конвейер анализа. Сбор информации от общественности таким образом необычен для космического телескопа, но для Roman это важно, потому что каждое крупномасштабное и глубокое наблюдение позволит расширить научные знания в дополнение к выполнению главной цели исследования - изучению темной энергии.
|
|
|
|
Вместо того, чтобы требовать от многих отдельных ученых представления предложений о выделении своего времени для работы с космическим телескопом, основные исследования Roman будут координироваться открыто, и все данные сразу же станут общедоступными.
|
|
|
|
"Вместо единой команды, преследующей одну научную цель, каждый сможет использовать данные Романа для самых разных целей", - сказал Роуз. "Каждый сможет играть прямо сейчас".
|
|
|
|
Это тренировка
|
|
|
|
НАСА планирует объявить о проекте трех основных исследований Roman, включая высокоширотную съемку во временной области, этой весной. Затем команда планирования полностью смоделирует его.
|
|
|
|
"Это своего рода рецепт", - сказал Хаунселл. "Вы вводите свою стратегию наблюдения — сколько дней, какие фильтры — и добавляете "специи", такие как неопределенности, эффекты калибровки и то, что мы не очень хорошо знаем об инструменте или самих сверхновых, которые могли бы повлиять на наши результаты. Мы можем включить сверхновые в синтетические изображения и разработать инструменты, которые нам понадобятся для анализа и оценки данных".
|
|
|
|
Ученые продолжат использовать синтетические данные даже после того, как Роман приступит к наблюдениям, корректируя все аспекты моделирования и корректируя неизвестные параметры, чтобы увидеть, какие полученные изображения наилучшим образом соответствуют реальным наблюдениям. После этого ученые смогут уточнить наше понимание физики, лежащей в основе Вселенной.
|
|
|
|
"Мы предполагаем, что все сверхновые звезды одинаковы, независимо от того, когда они возникали в истории Вселенной, но это может быть и не так", - сказал Хаунселл. "Мы собираемся заглянуть еще дальше в прошлое, чем когда-либо, изучая сверхновые типа Ia, и мы не совсем уверены, сохранится ли физика, которую мы понимаем сейчас".
|
|
|
|
Есть основания полагать, что это не так. Самые первые звезды состояли почти исключительно из водорода и гелия, по сравнению с современными звездами, которые содержат несколько десятков элементов. Те древние звезды также жили в совершенно иных условиях, чем звезды сегодняшнего дня. Галактики росли и сливались, а звезды формировались с бешеной скоростью, прежде чем примерно 8-10 миллиардов лет назад все начало успокаиваться.
|
|
|
|
"Роман внесет существенный вклад в наше понимание этой космической эры", - сказал Роуз. "Мы узнаем больше о космической эволюции и темной энергии, а благодаря широкому и глубокому обзору Романа мы сможем провести гораздо больше научных исследований, используя те же данные. Наша работа поможет всем без промедления взяться за дело после запуска Roman".
|
|
|
|
Источник
|
