The Mileura Widefield Array - Demonstrator Frekuensi Rendah dianugerahkan dana $ 4.9 juta dalam dana dari National Science Foundation minggu ini. Observatorium akan melihat kembali ke Alam Semesta yang paling awal, ketika hanya ada bahan gelap dan hidrogen primordial. Ia mesti dapat melihat tompok pertama dengan ketumpatan yang lebih tinggi, kerana gas ini bergabung bersama untuk membentuk bintang dan galaksi pertama.
Teleskop novel yang akan membantu pemahaman tentang alam semesta awal semakin hampir dengan pembinaan berskala penuh berkat penghargaan $ 4.9 juta dari National Science Foundation kepada konsortium A.S. yang diketuai oleh MIT.
The Mileura Widefield Array - Demonstrator Frekuensi Rendah (LFD), yang sedang dibina di Australia oleh Amerika Syarikat dan Rakan Australia, juga akan membolehkan para saintis untuk meramalkan letupan gas gas panas yang lebih baik yang dapat bermain malapetaka dengan satelit, pautan komunikasi dan grid kuasa . Untuk menyokong pemerhatian solar, Pejabat Penyelidikan Ilmiah Angkatan Udara juga baru-baru ini memberikan penghargaan $ 0.3M kepada MIT untuk peralatan array.
"Reka bentuk teleskop baru tertumpu pada eksperimen perbatasan dalam sains astrofizik dan heliospherik. Kami merancang untuk memanfaatkan kekuatan pengkomputeran besar dari peranti elektronik digital moden, menjadikan ribuan antena kecil, sederhana, murah menjadi salah satu instrumen astronomi paling kuat dan unik di dunia, ”kata Colin J. Lonsdale, pemimpin projek di Haystack MIT Balai Cerap.
Kolaborator LFD di Amerika Syarikat adalah Haystack Observatory, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research dan Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Rakan kongsi Australia merangkumi CSIRO Australia Telescope National Facility dan sebuah konsortium universiti Australia yang diketuai oleh University of Melbourne, yang merangkumi Australian National University, Curtin University of Technology dan lain-lain.
Galaksi pertama, bintang pertama
Tidak lama selepas Big Bang, alam semesta adalah lautan gelap dari bahan dan gas. Bagaimana struktur seperti galaksi kita terbentuk dari keseragaman hambar ini? Lama kelamaan, graviti perlahan-lahan membuat pemeluwapan jirim bersama-sama, mewujudkan tompok-tompok yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi dan lebih rendah. Pada suatu ketika, gas yang cukup menjadi pekat ke ruang yang cukup kecil sehingga proses astrofizik yang kompleks dicetuskan, dan bintang-bintang pertama dilahirkan.
Pada prinsipnya, kita dapat melihat bagaimana dan kapan ini terjadi dengan melihat ke ujung alam semesta yang paling jauh, kerana ketika kita melihat jarak yang lebih jauh, kita juga melihat ke masa lalu. Mencari bintang pertama ini, dan galaksi primordial di mana mereka menyala, adalah misi utama LFD.
Bagaimana teleskop dapat mencapai ini?
Ternyata hidrogen, yang membentuk sebahagian besar perkara biasa di alam semesta awal, secara efisien memancarkan dan menyerap gelombang radio. Gelombang radio inilah yang diperluas oleh pengembangan alam semesta, yang dapat dikesan, diukur dan dianalisis oleh teleskop baru. Dengan melihat turun naik kecerahan melintasi pelebaran langit yang luas pada panjang gelombang ini, kita dapat mengetahui keadaan gas hidrogen ketika alam semesta adalah sebahagian kecil dari zamannya sekarang.
"Teleskop astronomi radio yang beroperasi pada frekuensi rendah memberi peluang untuk menyaksikan pembentukan bintang pertama, galaksi dan kelompok galaksi, dan untuk menguji teori asal usul struktur," kata Jacqueline Hewitt, pengarah Institut MIT Kavli dan profesor fizik. Dia menambah bahawa "pemerhatian langsung pada era awal pembentukan struktur ini dapat dibilang merupakan salah satu ukuran yang paling penting dalam kosmologi astrofizik yang masih harus dibuat."
Profesor Rachel Webster dari University of Melbourne berkata, “Kami juga berharap dapat melihat lubang sfera yang dihasilkan oleh kuarsa awal [inti galaksi aktif] dalam penyaluran hidrogen primordial yang lancar. Ini akan muncul sebagai bintik gelap kecil di mana radiasi quasar telah memisahkan hidrogen menjadi proton dan elektron. "
Memahami ‘cuaca ruang’
Kadang kala, matahari menjadi ganas. Letupan besar gas super panas, atau plasma, dikeluarkan ke ruang antarplanet dan berlari keluar ke arah jalan perlanggaran dengan Bumi. Ini disebut "pelepasan massa koronal" dan suar yang berkaitan dengannya, bertanggungjawab untuk pertunjukan cahaya kutub yang dikenali sebagai aura. Namun, mereka juga dapat bermain malapetaka dengan satelit, pautan komunikasi dan grid kuasa, dan dapat membahayakan angkasawan.
Kesan pelepasan plasma ini dapat diramalkan, tetapi tidak begitu baik. Kadang kala, bahan yang dikeluarkan terpesong oleh medan magnet Bumi dan Bumi terlindung. Pada masa lain, perisai gagal dan kerosakan yang meluas boleh berlaku. Perbezaannya disebabkan oleh sifat magnetik plasma.
Untuk memperbaiki ramalan dan memberikan amaran awal yang boleh dipercayai mengenai cuaca luar angkasa, saintis mesti mengukur medan magnet yang meresap bahan. Hingga kini, belum ada cara untuk membuat pengukuran tersebut sampai material berada di dekat Bumi.
LFD berjanji untuk mengubahnya. Teleskop akan melihat ribuan sumber radio yang terang. Plasma yang dikeluarkan dari matahari mengubah gelombang radio sumber-sumber tersebut ketika mereka melalui, tetapi dengan cara yang bergantung pada kekuatan dan arah medan magnet. Dengan menganalisis perubahan tersebut, akhirnya para saintis dapat menyimpulkan sifat medan magnet yang sangat penting dari pengeluaran massa koronal.
"Ini adalah pengukuran paling penting yang harus dibuat untuk mendukung Program Cuaca Angkasa Luar Negara kita, kerana akan memberikan pemberitahuan terlebih dahulu mengenai kesan cuaca ruang angkasa di Bumi menjelang waktu terjadinya ledakan plasma," kata Joseph Salah, pengarah dari Balai Cerap Haystack.
Teleskop
LFD akan menjadi rangkaian 500 "ubin" antena yang tersebar di kawasan seluas 1,5 kilometer, atau hampir satu mil, dengan diameter. Setiap jubin berukuran lebih kurang 20 kaki persegi dan terdiri daripada 16 antena dipol sederhana dan murah, terpaku di atas tanah dan menatap lurus ke atas.
Teleskop konvensional yang besar dicirikan oleh cakera cekung yang besar yang memiringkan dan memiringkan untuk memfokus pada kawasan langit tertentu. Terima kasih kepada elektronik digital moden, jubin LFD juga dapat "dipandu" ke arah mana pun - tetapi tidak memerlukan bahagian bergerak. Sebaliknya, isyarat, atau data, dari setiap antena kecil dibawa bersama dan dianalisis oleh komputer yang kuat. Dengan menggabungkan isyarat dengan cara yang berbeza, komputer dapat "menunjuk" teleskop dengan berkesan ke arah yang berbeza.
"Pemprosesan isyarat digital moden, yang dimungkinkan oleh kemajuan teknologi, mengubah astronomi radio," kata Lincoln J. Greenhill dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian.
Konsep ini telah diuji di Taman Astronomi Radio yang diusulkan di Mileura di Australia Barat dengan tiga jubin prototaip "disambung dengan tangan dengan tangan" oleh MIT dan pelajar dan penyelidik lulusan Australia, kata Hewitt. “Jubinnya dilakukan dengan sangat baik. Kami cukup gembira dengan mereka. "
Mengapa Mileura? Teleskop LFD akan beroperasi pada panjang gelombang radio yang sama di mana siaran radio FM dan TV biasanya dijumpai. Oleh itu, jika terletak berhampiran metropolis yang sibuk, isyarat dari yang terakhir akan membasahi bisikan radio dari alam semesta yang dalam. Namun, laman web yang dirancang di Mileura sangat "radio tenang" dan juga sangat mudah diakses.
Sumber Asal: Siaran Berita MIT
