شرح: كيف ستختلس PASIPHAE في المناطق المجهولة من السماء - كانون الثاني 2023

يقود عالم فلك هندي تطوير أداة حيوية ، ستُستخدم في مسوحات السماء القادمة لدراسة النجوم. ما هي PASIPHAE ولماذا هي مهمة؟

يتم بناء مقياس الاستقطاب في منشأة الأجهزة في IUCAA ، بيون. (الصورة من IUCAA)

تستمر الألغاز المحيطة بأصل الكون في جذب الفضول البشري. يقود عالم فلك هندي تطوير أداة حيوية ، ستُستخدم في مسوحات السماء القادمة لدراسة النجوم. تم تمويل المشروع من قبل المؤسسات الرائدة في العالم ، مما يشير إلى خبرة الهند المتزايدة في بناء أدوات فلكية معقدة.





ما هي باسيفاي؟

التصوير النجمي للمناطق القطبية في تجربة الاستقطاب عالية الدقة (PASIPHAE) هو مشروع تعاوني دولي لمسح السماء. يهدف العلماء إلى دراسة الاستقطاب في الضوء القادم من ملايين النجوم.

الاسم مستوحى من باسيفاي ، ابنة إله الشمس اليوناني هيليوس ، التي كانت متزوجة من الملك مينوس.





سيستخدم المسح اثنين من مقاييس الاستقطاب الضوئية عالية التقنية لمراقبة السماء الشمالية والجنوبية في وقت واحد.

وسيركز على التقاط استقطاب ضوء النجوم لنجوم خافتة للغاية بعيدة جدًا بحيث لم تتم دراسة إشارات الاستقطاب من هناك بشكل منهجي. سيتم الحصول على المسافات إلى هذه النجوم من قياسات القمر الصناعي GAIA.



من خلال دمج هذه البيانات ، سيجري علماء الفلك أول رسم خرائط للتصوير المقطعي للحقل المغناطيسي للوسط النجمي لمناطق كبيرة جدًا من السماء باستخدام أداة قياس قطبية جديدة تُعرف باسم WALOP (مقياس قطبي بصري خطي واسع النطاق).



يشارك علماء من جامعة كريت ، اليونان ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، المركز المشترك بين الجامعات لعلم الفلك والفيزياء الفلكية (IUCAA) ، الهند ، المرصد الفلكي الجنوب أفريقي وجامعة أوسلو ، النرويج ، في هذا المشروع ، بقيادة المعهد الفيزياء الفلكية ، اليونان.

قدمت مؤسسة إنفوسيس بالهند ومؤسسة ستافروس نياركوس واليونان والمؤسسة الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية منحة قدرها مليون دولار أمريكي ، بالإضافة إلى مساهمات من مجلس البحوث الأوروبي والمؤسسة الوطنية للبحوث في جنوب إفريقيا.



لماذا تعتبر PASIPHAE مهمة؟

منذ ولادته قبل حوالي 14 مليار سنة ، كان الكون يتوسع باستمرار ، كما يتضح من وجود إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB) الذي يملأ الكون.

بعد ولادته مباشرة ، مر الكون بمرحلة تضخمية قصيرة تمدد خلالها بمعدل مرتفع للغاية ، قبل أن يتباطأ ويصل إلى المعدل الحالي. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يكن هناك سوى نظريات وأدلة غير مباشرة على التضخم المرتبط بالكون المبكر.



النتيجة النهائية لمرحلة التضخم هي أن جزءًا صغيرًا من إشعاع CMB يجب أن يكون له بصماته في شكل نوع معين من الاستقطاب (المعروف علميًا باسم إشارة النمط B).

كل المحاولات السابقة للكشف عن هذه الإشارة قوبلت بالفشل بسبب الصعوبة التي تشكلها مجرتنا ، درب التبانة ، التي تنبعث منها كميات وفيرة من الإشعاع المستقطب.



إلى جانب ذلك ، فإنه يحتوي على الكثير من سحب الغبار الموجودة على شكل عناقيد. عندما يمر ضوء النجوم عبر غيوم الغبار هذه ، فإنها تتناثر وتستقطب.

إنه أشبه بمحاولة رؤية النجوم الباهتة في السماء خلال النهار. قال S Maharana ، طالب الدكتوراه في IUCAA الذي يشارك في هذا المشروع ، إن انبعاث المجرة ساطع جدًا لدرجة أن إشارة الاستقطاب لإشعاع CMB تضيع.

سيقيس مسح PASIPHAE استقطاب ضوء النجوم في مناطق واسعة من السماء. ستساعد هذه البيانات جنبًا إلى جنب مع مسافات GAIA إلى النجوم في إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لتوزيع الغبار وهيكل المجال المغناطيسي للمجرة. يمكن أن تساعد هذه البيانات في إزالة ضوء المقدمة الاستقطاب المجري وتمكين علماء الفلك من البحث عن إشارة الوضع B المراوغة.

ما هو WALOP؟

مقياس الاستقطاب البصري الخطي واسع النطاق (WALOP) هو أداة ، عند تركيبها على تلسكوبين بصريين صغيرين ، سيتم استخدامها للكشف عن إشارات الضوء المستقطبة الخارجة من النجوم على طول خطوط العرض المجرية العالية.

سيتم تثبيت WALOP على مرصد Skinakas البالغ طوله 1.3 متر ، في جزيرة كريت ، وعلى تلسكوب طوله متر واحد في المرصد الفلكي لجنوب إفريقيا الموجود في ساذرلاند.

بمجرد بنائها ، ستكون أدوات فريدة توفر أوسع مجال رؤية للسماء في قياس الاستقطاب. رامابراكاش ، كبير علماء IUCAA وزميل في IA ، جزيرة كريت ، سيكون قادرًا على التقاط صور داخل منطقة ° × ° من السماء أثناء كل تعرض.

بعبارات بسيطة ، ستحتوي الصور في نفس الوقت على أدق تفاصيل النجم مع الخلفية البانورامية.

سيعمل WALOP على مبدأ أنه في أي وقت ، سيتم تقسيم البيانات من جزء من السماء تحت المراقبة إلى أربع قنوات مختلفة. اعتمادًا على الطريقة التي يمر بها الضوء عبر القنوات الأربع ، يتم الحصول على قيمة الاستقطاب من النجم. أي أن كل نجم سيكون له أربع صور مقابلة والتي عند تجميعها معًا ستساعد في حساب قيمة الاستقطاب المطلوبة للنجم.

حيث سيركز المسح على مناطق السماء حيث تكون قيم الاستقطاب منخفضة للغاية (<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.

كان هذا بعد نجاح استطلاع تجربة RoboPol خلال 2012-2017 ، والذي شارك فيه بعض المتعاونين في PASIPHAE. منذ ذلك الحين ، التصميم والتصنيع والتجميع ، بقيادة رامابراكاش ، جارية.

تشترك WALOP وسابقتها RoboPol في مبدأ قياس الضوء ذو اللقطة الواحدة. لكن وزن WALOP البالغ 200 كجم سيكون قادرًا على مراقبة مئات النجوم الموجودة في نفس الوقت في كل من السماء الشمالية والجنوبية على عكس RoboPol ، الذي يتمتع بمجال رؤية أصغر بكثير في السماء.

تطوير الجهاز في مرحلة متقدمة حاليًا ويتقدم في مرفق الأجهزة في IUCAA.

أيضا في شرح| كيف يتم حساب عدد النجوم في الكون؟

لماذا سيتم نشر WALOP على تلسكوبات بصرية فئة 1 متر

يتمثل أحد القيود الرئيسية أثناء استخدام التلسكوبات الضوئية الكبيرة في أنها تغطي مساحة أصغر نسبيًا من السماء ، مما يهزم الغرض العام من PASIPHAE.

في حين أن التلسكوبات التي يبلغ ارتفاعها 1 متر تتيح مجالات رؤية أكبر للسماء جنبًا إلى جنب مع أدق تفاصيل النجوم البعيدة.

نظرًا لأن مسح السماء سيستمر لمدة أربع سنوات ، فسيكون من الصعب تخصيص قدر كبير من وقت المراقبة لأي تلسكوب كبير فقط لدراسة استقطاب النجوم.

لذلك ، سيتم تحويل الحد الأقصى لوقت المراقبة الذي توفره التلسكوبات الأصغر إلى مسح السماء PASIPHAE باستخدام WALOP ، كما أضاف Ramaprakash ، وهو أيضًا عضو هيئة تدريس زائر في Caltech.

إن محاولة الضغط على التلسكوبات من فئة 1 متر هي أيضًا لإثبات أن العلم الخارق والتجارب الصعبة يمكن إجراؤها باستخدام التلسكوبات الأصغر ، حتى في عصر التلسكوبات الكبيرة والكبيرة للغاية.

شارك الموضوع مع أصدقائك: