El Mileura Widefield Array - Demostrador de baja frecuencia recibió $ 4.9 millones en fondos de la National Science Foundation esta semana. El observatorio mirará hacia atrás al Universo más temprano, cuando solo había materia oscura e hidrógeno primordial. Debería poder ver los primeros parches de mayor densidad, ya que este gas se unió para formar las primeras estrellas y galaxias.
Un telescopio novedoso que ayudará a la comprensión del universo primitivo se está acercando a la construcción a gran escala gracias a un premio de $ 4.9 millones de la National Science Foundation a un consorcio de EE. UU. Dirigido por el MIT.
El Mileura Widefield Array - Demostrador de baja frecuencia (LFD), que está siendo construido en Australia por los Estados Unidos y los socios australianos, también permitirá a los científicos predecir mejor las explosiones solares de gas sobrecalentado que pueden causar estragos en los satélites, los enlaces de comunicación y las redes eléctricas. . En apoyo de las observaciones solares, la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea también recientemente otorgó un premio de $ 0.3M al MIT por equipos de matriz.
“El diseño del nuevo telescopio está fuertemente enfocado en experimentos fronterizos en astrofísica y ciencia heliosférica. Planeamos aprovechar la enorme potencia informática de los dispositivos electrónicos digitales modernos, convirtiendo miles de antenas pequeñas, simples y baratas en uno de los instrumentos astronómicos más potentes y únicos del mundo ", dijo Colin J. Lonsdale, líder del proyecto en Haystack del MIT. Observatorio.
Los colaboradores de LFD en los Estados Unidos son el Observatorio Haystack, el Instituto MIT Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial y el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. Los socios australianos incluyen la Instalación Nacional del Telescopio CSIRO Australia y un consorcio universitario australiano dirigido por la Universidad de Melbourne, que incluye la Universidad Nacional Australiana, la Universidad Tecnológica de Curtin y otros.
Primera galaxia, primera estrella
Poco después del Big Bang, el universo era un mar casi sin rasgos de materia oscura y gas. ¿Cómo se formaron estructuras como nuestra galaxia a partir de esta suave uniformidad? Con el tiempo, la gravedad lentamente unió las condensaciones de materia, creando parches de mayor y menor densidad. En algún momento, suficiente gas se concentró en un espacio lo suficientemente pequeño como para desencadenar complejos procesos astrofísicos, y nacieron las primeras estrellas.
En principio, podemos ver cómo y cuándo sucedió esto mirando a los confines más lejanos del universo, porque a medida que miramos distancias más grandes, también miramos hacia atrás en el tiempo. Encontrar estas primeras estrellas, y las galaxias primordiales dentro de las cuales se encendieron, es una misión principal de la LFD.
¿Cómo logrará esto el telescopio?
Resulta que el hidrógeno, que constituía la mayor parte de la materia ordinaria en el universo primitivo, emite y absorbe ondas de radio de manera eficiente. Son estas ondas de radio, estiradas por la expansión del universo, las que pueden ser detectadas, medidas y analizadas por el nuevo telescopio. Al detectar las fluctuaciones en el brillo a través de amplias franjas de cielo en estas longitudes de onda, podemos descubrir el estado del gas de hidrógeno cuando el universo era una pequeña fracción de su edad actual.
"Los telescopios de radioastronomía que funcionan a baja frecuencia brindan la oportunidad de presenciar la formación de las primeras estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias, y de probar nuestras teorías sobre el origen de la estructura", dijo Jacqueline Hewitt, directora del Instituto MIT Kavli y un profesor de física. Agregó que "la observación directa de esta época temprana de formación de estructuras es posiblemente una de las medidas más importantes en la cosmología astrofísica que aún se debe hacer".
La profesora Rachel Webster, de la Universidad de Melbourne, dijo: “También esperamos ver agujeros esféricos creados por los primeros cuásares [núcleos activos de galaxias] en la distribución uniforme del hidrógeno primordial. Estos aparecerán como pequeños puntos oscuros donde la radiación del quásar ha separado el hidrógeno en protones y electrones ".
Comprender el "clima espacial"
A veces, el sol se pone violento. Enormes explosiones de gas sobrecalentado, o plasma, son expulsadas al espacio interplanetario y corren hacia afuera en un curso de colisión con la Tierra. Estas llamadas "eyecciones de masa coronal" y las erupciones con las que están asociadas, son responsables de los espectáculos de luz polar conocidos como auroras. Sin embargo, también pueden causar estragos en los satélites, los enlaces de comunicación y las redes eléctricas, y pueden poner en peligro a los astronautas.
El impacto de estas eyecciones de plasma se puede predecir, pero no muy bien. A veces, el material expulsado es desviado por el campo magnético de la Tierra y la Tierra está protegida. En otras ocasiones, el escudo falla y puede producirse un daño generalizado. La diferencia se debe a las propiedades magnéticas del plasma.
Para mejorar las predicciones y proporcionar una advertencia anticipada confiable del clima espacial adverso, los científicos deben medir el campo magnético que impregna el material. Hasta ahora, no ha habido forma de hacer esa medición hasta que el material esté cerca de la Tierra.
El LFD promete cambiar eso. El telescopio verá miles de fuentes de radio brillantes. El plasma expulsado del sol cambia las ondas de radio de esas fuentes a medida que pasan, pero de una manera que depende de la intensidad y dirección del campo magnético. Al analizar esos cambios, los científicos finalmente podrán deducir las propiedades de campo magnético más importantes de las eyecciones de masa coronal.
"Esta es la medida más crucial que se debe hacer en apoyo de nuestro Programa Nacional de Clima Espacial, ya que proporcionaría una notificación anticipada sobre los efectos del clima espacial en la Tierra mucho antes del momento del impacto de la explosión de plasma", dijo Joseph Salah, director del Observatorio Haystack.
El telescopio
El LFD será un conjunto de 500 "baldosas" de antena repartidas en un área de 1.5 kilómetros, o casi una milla, de diámetro. Cada mosaico mide aproximadamente 20 pies cuadrados y consta de 16 antenas dipolo simples y baratas, fijadas en el suelo y mirando hacia arriba.
Los grandes telescopios convencionales se caracterizan por enormes discos cóncavos que se inclinan e inclinan para enfocarse en áreas específicas del cielo. Gracias a la electrónica digital moderna, los mosaicos LFD también se pueden "dirigir" en cualquier dirección, pero no se requieren piezas móviles. Más bien, las señales, o datos, de cada antena pequeña son reunidas y analizadas por computadoras poderosas. Al combinar las señales de diferentes maneras, las computadoras pueden efectivamente "apuntar" el telescopio en diferentes direcciones.
"El procesamiento moderno de señales digitales, habilitado por los avances tecnológicos, está transformando la radioastronomía", dijo Lincoln J. Greenhill, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.
Este concepto ha sido probado en el Radio Astronomy Park propuesto en Mileura, en Australia Occidental, con tres prototipos de mosaicos "cuidadosamente conectados a mano" por el MIT y estudiantes e investigadores australianos graduados, dijo Hewitt. “Los azulejos funcionaron muy bien. Quedamos bastante satisfechos con ellos ".
Por que Mileura El telescopio LFD funcionará en las mismas longitudes de onda de radio donde normalmente se encuentran las transmisiones de radio y televisión FM. Entonces, si estuviera ubicado cerca de una metrópolis ocupada, las señales de esta última inundarían los susurros de radio del universo profundo. El sitio planeado en Mileura, sin embargo, es excepcionalmente "silencioso por radio" y también es altamente accesible.
Fuente original: Comunicado de prensa del MIT
