Nowy instrument z Caltech i rozplątywanie kosmicznej sieci

Wszechświat nie jest tak pusty jak mogłoby się zdawać – nawet w przestrzeniach między galaktykami i ich gromadami. Astronomowie sądzą, że istnieją tam ogromne, chłodne włókna gazu, które rozciągają się w pozornie pustej przestrzeni i są ledwo widoczne, przez co trudne do wykrycia. Gaz ten może odpowiadać za ewolucję galaktyk. Do największego z optycznych teleskopów świata przybędzie już jutro nowy instrument -  Keck Cosmic Web Imager - KCWI, który ma szansę przyjrzeć się tej kosmicznej sieci nieco lepiej niż kiedykolwiek przedtem.

Urządzenie zostało zbudowane w Caltech. Zostanie niebawem umieszczone w Obserwatorium Kecka na Hawajach. KCWI ma za zadanie rejestrować jednocześnie obrazy i widma różnych obiektów, w tym włókien gazu, które składają się na tak zwaną kosmiczną sieć. Widma pozwolą naukowcom na uzyskanie informacjo o masach, prędkościach i składzie chemicznym tych filamentów. Dzięki temu mamy szansę dowiedzieć się więcej o ich oddziaływaniach z pobliskimi galaktykami.

KCWI to zintegrowany spektroskop pola – od zwykłego spektroskopu różni go to, że jest w stanie zbierać dano o wielkich, rozległych obiektach podczas pojedynczych ujęć. Tradycyjny spektroskop szczelinowy działa na zasadzie umieszczania wąskiej szczeliny na drodze światła pochodzącego od danego obiektu. Światło załamuje się wówczas różnie dla różnych długości fali, a my otrzymujemy barwne widmo. Technika ta działa jednak dobrze dla kompaktowych, małych obiektów – na przykład gwiazd, natomiast uzyskanie tym sposobem widm dla większych ciał, takich jak galaktyki i międzygalaktyczna sieć kosmiczna, byłoby w praktyce bardzo czasochłonne. Spektroskop pola działa jednak nieco inaczej - dzieli całe pole widzenia teleskopu na kilka szczelin i zbiera z nich obraz w tym samym czasie. Instrument KCWI wykorzystuje aż dwadzieścia cztery szczeliny, a dodatkowo jest wyposażony w szereg luster przekazujących całe "kostki" danych, które zawierają także informacje o długości fali obserwacji. Dzięki temu można dowiedzieć się, czy i w jaki sposób dany obiekt się porusza, oraz poznać jego skład, temperaturę i masę.

Naukowcy zdają sobie od dość dawna sprawę, że to prawdopodobnie gaz międzygalaktyczny zasila galaktyki materią - świeci on jednak na tyle słabo, że proces ten jest jak na razie zbadany w bardzo małym stopniu. Liczą więc na to, że KCWI wyjaśni w tej kwestii nieco więcej. Kosmiczna sieć może być na przykład opisywana modelem „chłodnego przepływu” (ang. cold flow), który zakłada, że gazowe włókna przepływają po pewnym czasie do galaktyk, gdzie zasilają ich centra, ostatecznie tworząc nowe, młode gwiazdy. Za modelem tym przemawiają dowody obserwacyjne zebrane w 2015 roku przy użyciu poprzednika i prekursora KCWI, instrumentu CWI (Cosmic Web Imager). Naukowcy dostrzegli wówczas wielki, obracający się dysk gazu, który był połączony z większym pozagalaktycznym włóknem należącym do kosmicznej sieci.

KCWI zostanie jutro przetransportowany na sam szczyt Manua Kea, gdzie przez najbliższe miesiące będzie poddawany różnym testom. Po ich pomyślnym ukończeniu zacznie pracować nad odkrywaniem tajemnic kosmicznej sieci.


Czytaj więcej:


Źródło: astronomy.com

Zdjęcie: symulacja komputerowa ukazująca karłowatą galaktykę osadzoną we włóknach gazu kosmicznej sieci. Źródło: Ralf Kaehler, Zuse Institute Berlin/NASA