Uitgelegd: hoe PASIPHAE in de onbekende delen van de lucht zal gluren

De ontwikkeling van een essentieel instrument, dat bij komende hemelonderzoeken zal worden gebruikt om sterren te bestuderen, wordt geleid door een Indiase astronoom. Wat is PASIPHAE en waarom is het belangrijk?

De polarimeter wordt gebouwd in de instrumentatiefaciliteit van IUCAA, Pune. (Foto via IUCAA)

De mysteries rond de oorsprong van het universum blijven de menselijke nieuwsgierigheid trekken. De ontwikkeling van een essentieel instrument, dat bij komende hemelonderzoeken zal worden gebruikt om sterren te bestuderen, wordt geleid door een Indiase astronoom. Het project is gefinancierd door 's werelds toonaangevende instellingen, wat wijst op de groeiende expertise van India in het bouwen van complexe astronomische instrumenten.

Wat is PASIPHAE?

Polar-Areas Stellar-Imaging in Polarization High-Accuracy Experiment (PASIPHAE) is een internationaal gezamenlijk luchtonderzoeksproject. Wetenschappers willen de polarisatie in het licht van miljoenen sterren bestuderen.

De naam is geïnspireerd op Pasiphae, de dochter van de Griekse zonnegod Helios, die getrouwd was met koning Minos.

Het onderzoek zal twee hightech optische polarimeters gebruiken om tegelijkertijd de noordelijke en zuidelijke hemel te observeren.

Het zal zich richten op het vastleggen van sterlichtpolarisatie van zeer zwakke sterren die zo ver weg zijn dat polarisatiesignalen van daar niet systematisch zijn bestudeerd. De afstanden tot deze sterren zullen worden verkregen uit metingen van de GAIA-satelliet.

Door deze gegevens te combineren, zullen astronomen een eerste magnetische veldtomografie-kartering uitvoeren van het interstellaire medium van zeer grote delen van de lucht met behulp van een nieuw polarimeterinstrument dat bekend staat als WALOP (Wide Area Linear Optical Polarimeter).

dave bugliari biografie

Wetenschappers van de Universiteit van Kreta, Griekenland, Caltech, VS, Interuniversitair Centrum voor Astronomie en Astrofysica (IUCAA), India, het Zuid-Afrikaanse Astronomische Observatorium en de Universiteit van Oslo, Noorwegen, zijn betrokken bij dit project, aangestuurd door het Instituut van Astrofysica, Griekenland.

De Infosys Foundation, India, Stavros Niarchos Foundation, Griekenland en de National Science Foundation van de VS hebben elk een subsidie ​​van $ 1 miljoen verstrekt, gecombineerd met bijdragen van de European Research Council en de National Research Foundation in Zuid-Afrika.

Waarom is PASIPHAE belangrijk?

Sinds zijn geboorte, ongeveer 14 miljard jaar geleden, is het heelal voortdurend aan het uitdijen, zoals blijkt uit de aanwezigheid van kosmische microgolfachtergrondstraling (CMB) die het heelal vult.

Onmiddellijk na zijn geboorte ging het universum door een korte inflatiefase waarin het zich in een zeer hoog tempo uitbreidde, voordat het afremde en het huidige tempo bereikte. Tot nu toe zijn er echter alleen theorieën en indirect bewijs van inflatie in verband met het vroege heelal.

Een definitief gevolg van de inflatoire fase is dat een klein deel van de CMB-straling zijn afdrukken moet hebben in de vorm van een specifiek soort polarisatie (wetenschappelijk bekend als B-mode-signaal).

Alle eerdere pogingen om dit signaal te detecteren mislukten voornamelijk vanwege de moeilijkheid van ons melkwegstelsel, de Melkweg, dat grote hoeveelheden gepolariseerde straling uitzendt.

Daarnaast bevat het veel stofwolken die in de vorm van clusters aanwezig zijn. Wanneer sterlicht door deze stofwolken gaat, worden ze verstrooid en gepolariseerd.

Het is alsof je overdag zwakke sterren aan de hemel probeert te zien. De galactische emissie is zo helder dat het polarisatiesignaal van CMB-straling verloren gaat, zei S Maharana, een promovendus bij IUCAA die bij dit project betrokken is.

Het PASIPHAE-onderzoek zal de polarisatie van het sterlicht over grote delen van de hemel meten. Deze gegevens, samen met de GAIA-afstanden tot de sterren, zullen helpen bij het creëren van een driedimensionaal model van de verdeling van de stof- en magnetische veldstructuur van de melkweg. Dergelijke gegevens kunnen helpen om het galactisch gepolariseerde voorgrondlicht te verwijderen en astronomen in staat te stellen op zoek te gaan naar het ongrijpbare B-modussignaal.

Wat is WALOP?

Wide Area Linear Optical Polarimeter (WALOP) is een instrument dat, wanneer het op twee kleine optische telescopen is gemonteerd, zal worden gebruikt om gepolariseerde lichtsignalen te detecteren die afkomstig zijn van de sterren langs hoge galactische breedtegraden.

Elke WALOP zal worden gemonteerd op het 1,3-meter lange Skinakas-observatorium op Kreta en op de 1-meter-telescoop van het Zuid-Afrikaanse astronomische observatorium in Sutherland.

Eenmaal gebouwd, zullen het unieke instrumenten zijn die het breedste gezichtsveld ooit van de lucht in polarimetrie bieden. Het zal in staat zijn om beelden vast te leggen binnen ½ ° bij ½ ° gebied van de lucht tijdens elke belichting, zei AN Ramaprakash, senior IUCAA-wetenschapper en fellow bij IA, Kreta.

In eenvoudige bewoordingen zullen de afbeeldingen tegelijkertijd de fijnste details van een ster bevatten, samen met zijn panoramische achtergrond.

WALOP werkt volgens het principe dat op elk moment de gegevens van een deel van de hemel onder observatie worden opgesplitst in vier verschillende kanalen. Afhankelijk van de manier waarop licht door de vier kanalen gaat, wordt de polarisatiewaarde van de ster verkregen. Dat wil zeggen, elke ster heeft vier overeenkomstige afbeeldingen die, wanneer ze aan elkaar worden genaaid, helpen bij het berekenen van de gewenste polarisatiewaarde van een ster.

Aangezien het onderzoek zich zal concentreren op luchtgebieden waar zeer lage polarisatiewaarden (<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.

Dit was na het succes van de RoboPol-experimentenquête in 2012-2017, waarbij enkele PASIPHAE-medewerkers betrokken waren. Sindsdien is het ontwerp, de fabricage en de montage onder leiding van Ramaprakash aan de gang.

WALOP en zijn voorganger RoboPol delen het single shot fotometrieprincipe. Maar de 200 kg wegende WALOP zal in staat zijn om honderden sterren gelijktijdig te observeren, zowel aan de noordelijke als aan de zuidelijke hemel, in tegenstelling tot RoboPol, die een veel kleiner gezichtsveld aan de hemel heeft.

De ontwikkeling van het instrument bevindt zich momenteel in een vergevorderd stadium en verloopt in de instrumentatiefaciliteit in IUCAA.

gia verzorgt films

Waarom WALOP zal worden ingezet op optische telescopen van 1 meter klasse

Een belangrijke beperking bij het gebruik van grote optische telescopen is dat ze een relatief kleiner gebied van de hemel bestrijken, waardoor het algemene doel van PASIPHAE teniet wordt gedaan.

Terwijl de telescopen van de 1-meterklasse zowel grotere gezichtsvelden van de hemel als de kleinste details van verre sterren mogelijk maken.

Aangezien het hemelonderzoek vier jaar zal duren, zal het een uitdaging zijn om een ​​aanzienlijke hoeveelheid observatietijd van een grote telescoop uitsluitend te besteden aan het bestuderen van sterpolarisatie.

Dus de maximale observatietijd die door de kleinere telescopen wordt aangeboden, zal worden omgeleid voor het PASIPHAE-hemelonderzoek met behulp van WALOP, voegde Ramaprakash toe, ook een bezoekende faculteit bij Caltech.

De poging om de telescopen van de 1-meterklasse in te drukken, is ook om aan te tonen dat baanbrekende wetenschap en uitdagende experimenten kunnen worden ondernomen met kleinere telescopen, zelfs in het tijdperk van grote en extreem grote telescopen.

Deel Het Met Je Vrienden: