Przejdź do treści

Symulowany obraz demonstruje moc nowego teleskopu do badań w podczerwieni

 symulacja została zaprezentowana na konferencji 235th meeting of the American Astronomical Society w Honolulu na Hawajach.

Nadchodzący teleskop NASA WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope), który ma polecieć w kosmos w połowie lat 20 XXI wieku, będzie mógł skanować niebo tysiąc razy szybciej niż Teleskop Hubble’a - z mniej więcej tą samą rozdzielczością i w bliskiej podczerwieni.

 

WFIRST

Na ilustracji: Teleskop orbitalny NASA WFIRST - model. Źródło: Dominic Benford from Brooke Hsu WFIRST mission

Symulowany obraz przeglądu nieba obejmującego rozmiar odpowiadający około 34000 latom świetlnym, rejestrowany w obszarze naszej sąsiedniej galaktyki - Mgławicy Andromedy ukazuje unikalne możliwości detektora WFIRST, w tym jego szerokie pole widzenia i wysoką rozdzielczość. Obraz jest na razie "sztuczny" - został wygenerowany na bazie danych zebranych przez Teleskop Hubble'a i prezentuje emisję czerwoną i podczerwoną pochodzącą z ponad 50 milionów pojedynczych gwiazd w galaktyce M31. Tak, jak będą one najprawdopodobniej wyglądały widziane już niebawem “okiem” WFIRST.

WFIRST został zaprojektowany celem znajdowania odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące między innymi pochodzenia ciemnej materii i energii, egzoplanet i astrofizyki ogólnej - od naszego Układu Słonecznego do najodleglejszych galaktyk w obserwowalnym Wszechświecie. Oczekuje się, że teleskop będzie gromadził ponad 4 petabajty informacji rocznie. Wszystkie te dane będą od razu dostępne dla wszystkich naukowców.

Symulowany obraz pokazujący oszałamiającą ilość danych, jakie można uchwycić w ciągu zaledwie 90 minut, pokazuje moc WFIRST przydatną w badaniach tych struktur wielkoskalowych, które w przypadku innych instrumentów byłyby zbyt czasochłonne do wykonania ich zobrazowania. Astronomowie używają teraz takich symulacji do planowania swych przyszłych obserwacji.

WFIRST ma rejestrować odpowiednik 100 pojedynczych zdjęć Hubble'a w wysokiej rozdzielczości w jednym ujęciu (ang. pointing), obrazując duże obszary nieba 1000 razy szybciej niż sam Teleskop Hubble’a. W ciągu kilku miesięcy nowyinstrument będzie więc mógł zbadać tyle nieba w bliskiej podczerwieni - z taką samą szczegółowością - jak Hubble przez całe trzy dekady.

Elisa Quintana z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt jest przekonana, że WFIRST będzie w stanie zrewolucjonizować astrofizykę. -Aby odpowiedzieć na podstawowe pytania: jak powszechne są planety takie jak te krążące w naszym Układzie Słonecznym? W jaki sposób galaktyki kształtują się, ewoluują i oddziałują na siebie? Jak tempo rozszerzania się Wszechświata zmienia się w czasie? - potrzebujemy instrumentu, który da nam zarówno szeroki, jak i szczegółowy widok nieba. WFIRST będzie takim właśnie narzędziem - mówi.

I mimo że WFIRST jeszcze nie pracuje, astronomowie już dziś przeprowadzają symulacje, aby zademonstrować, co dokładnie będzie on w stanie zobaczyć. Chociaż może się ona wydawać nieco przypadkowym układem 18 oddzielnych zdjęć, powyższa symulacja-mozaika w rzeczywistości reprezentuje pojedyncze ujęcie. Aż osiemnaście oddzielnych detektorów, każdy o rozmiarze 4096 na 4096 pikseli, tworzy instrument Wide Field Instrument (WFI) i nadaje teleskopowi unikalne okno na kosmos. Przy pojedynczej obserwacji WFIRST będzie obejmować pole widzenia około 1⅓ razy większe od Księżyca w pełni. Dla porównania, pojedynczy obraz z  Teleskopu Hubble'a w podczerwieni obejmuje obszar mniejszy niż 1% tarczy Księżyca.

Oczekuje się, że w ciągu swojego planowanego dziś, 5-letniego życia WFIRST zgromadzi ponad 20 petabajtów informacji o tysiącach planet, miliardach gwiazd, milionach galaktyk oraz podstawowych siłach rządzących kosmosem.

Niezwykła szybkość wykonywania obserwacji przez WFIRST wynika z jego szerokiego pola widzenia, zwrotności oraz specyficznej orbity. Dzięki objęciu większej powierzchni nieba jednym polem widzenia i możliwości szybszego przełączania pól możliwe ma być uniknięcie wszystkich kosztów związanych z ponownym, wielokrotnym naprowadzaniem teleskopu na dany obiekt. Ponadto wysoko położona orbita WFIRST zapewni mu widok, którego nie będzie przesłaniała tarcza samej Ziemi. Podczas gdy Teleskop Hubble’a często jest w stanie zbierać dane tylko podczas połowy czasu, jaki spędza na niskiej orbicie wokół Ziemi, WFIRST będzie mógł obserwować niebo mniej więcej nieprzerwanie.

Ze względu na szybkie tempo zbierania danych WFIRST idealnie nadaje się do dużych przeglądów nieba. Znaczna część misji będzie więc poświęcona monitorowaniu setek tysięcy odległych galaktyk pod kątem wybuchów supernowych, które można wykorzystać później do badania ciemnej energii i tempa ekspansji Wszechświata. Kolejny duży program będzie polegał na mapowaniu kształtów i rozmieszczenia galaktyk. Naukowcy chcą zrozumieć, jak Wszechświat - w tym galaktyki, ciemna materia i ciemna energia - ewoluował w ciągu ostatnich 13 miliardów lat. FIRST odegra także ważną rolę w detekcji kolejnych egzoplanet.

WFIRST będzie również cennym uzupełnieniem innych obserwatoriów, w tym Teleskopu Hubble'a i Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Teleskop Webba, który jest 100 razy bardziej czuły i może widzieć jeszcze głębiej w podczerwieni, będzie w stanie obserwować rzadkie i ciekawe obiekty astronomiczne odkrywane przez WFIRST z wyjątkową szczegółowością. Tymczasem Hubble będzie nadal zapewniał unikalny widok na światło widzialne i ultrafioletowe emitowane przez te ciekawe obiekty, które WFIRST odkrywa, a Webb śledzi dalej.

Celem dalszego podniesienia naukowej mocy projektu wszystkie dane gromadzone przez WFIRST będą niezastrzeżone i natychmiast dostępne publicznie.

Powyższa symulacja została zaprezentowana na konferencji 235th meeting of the American Astronomical Society w Honolulu na Hawajach.


Czytaj więcej:


Źródło: NASA/ Hubble

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na zdjęciu: Symulowany obraz części galaktyki Andromedy podkreśla wysoką rozdzielczość i duże pole widzenia nadchodzącej misji Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST).
Źródło: NASA, STScI, and B.F. Williams (University of Washington)