Astronomija: kosminiai detektyvai | gamta

Astronomija: kosminiai detektyvai | gamta

Anonim

Dalykai

  • Apsaugos biologija
  • Ekonomika
  • Psichologija
  • Seismologija

Bernie Fanaroff apklausa tyrė teleskopus istorijoje ir visame elektromagnetiniame spektre.

Akys danguje: teleskopų spektras

Autorius Francis Graham-Smith

Oxford University Press: 2016. 9780198734277

Šiek tiek keista, kad daugelis astronomų vis dar save vadina optiniais, radijo ar rentgeno astronomais. Pagrindinės astrofizikos ir kosmologijos problemos, tokios kaip žvaigždžių formavimasis ir aktyvių galaktikos branduolių pobūdis, negali būti išspręstos stebint tik vienoje elektromagnetinio spektro dalyje. Taigi mes gyvename daugiabangio ilgio ir daugialypės terpės astronomijos eroje, kuriai reikia įvairių teleskopų ir technologijų, kad būtų galima stebėti skirtingas spektro dalis ir net kitas daleles bei bangas, tokias kaip neutrinos, kosminiai spinduliai ir gravitacinės bangos.

Image

Pagrindinis James Webb kosminio teleskopo veidrodis, kuris bus paleistas 2018 m. Vaizdas: Keystone USA-ZUMA / REX / Shutterstock

Britų astronomas Pranciškus Grahamas-Smithas pateikia „ Eyes the Sky “ vertingą teleskopų, apimančių elektromagnetinį spektrą, istoriją, technologijas ir dizainą. Grahamas-Smithas paaiškina principus, kaip teleskopai, tokie kaip optiniai atšvaitai ar rentgeno teleskopai kosmose, sukuria atvaizdus ar spektrus ir kaip jie nustato bangas ir fotonus, naudodamiesi viskuo, pradedant radijo imtuvais ir baigiant kietojo kūno megapikselių įkrovikliais. . Kaip jis pažymi, sritis, ypač pastaraisiais metais, buvo pertvarkyta derinant techninę pažangą ir radikalius astronomijos organizavimo ir masto pokyčius, atsiradus didelėms tarptautinėms komandoms ir daugianacionaliniams projektams.

Astronomai visada stumia technologijos ribas, nes nereikia vis daugiau ir daugiau spektro atpažinti iš vis silpnesnių objektų. Grahamo-Smitho pasakojimas apie šį procesą žavi. Kai kurie novatoriški technologiniai pasiekimai buvo detektorių, labai greitos elektronikos ir kompiuterių bei kosminių teleskopų srityje. Kaip jis aiškina, palydovinis stebėjimas yra būtinas spektro dalims, kurias užstoja Žemės atmosfera, tokioms kaip rentgeno spinduliai. Tokio tipo naujos kartos teleskopus šiuo metu sudaro NASA „Kepler“ kosminė observatorija ir Europos kosmoso agentūros palydovinis teleskopas „Planck“, o naujos kartos palydoviniuose prietaisuose bus NASA James Webb kosminis teleskopas (JWST). JWST kartu su antžeminiais prietaisais, tokiais kaip kvadratinio kilometro masyvo (SKA) radijo teleskopai Pietų Afrikoje ir Australijoje, sukurs didžiulius duomenų kiekius iš neįsivaizduojamo jautrumo ir apimties dangaus tyrimų. Kai jauni tyrinėtojai galės susipažinti su nuostabiai įdomių duomenų srautu, tai bus naujas aukso amžius. Tuo tarpu gravitacinių bangų aptikimas naudojant šiais metais paskelbtą pažangių lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatoriją (S. Rowan Nature 532, 28–29; 2016) skelbia gravitacinių bangų astronomijos pradžią.

Grahamas-Smithas pateikia naudingą šių teleskopų ir tyrimų apžvalgą. Įvairių bangų ilgių dangaus tyrimais gaunami didžiuliai galaktikų ir kitų objektų duomenų rinkiniai, ir daugelis astronomų praleidžia didelę laiko dalį kryžmindami rastus objektus. Pavyzdžiui, norint sužinoti apie radiacijos šaltinį (pvz., Galaktiką) ir jo atstumą (matuojamą naudojant Doplerio poslinkį arba „raudonąjį poslinkį“), radijo tyrimų metu aptikti objektai turi būti suderinti su objektais, aptinkamais optinių bangų ilgio tyrimuose. spektro, kurį sukelia Visatos išsiplėtimas).

Yra daug iššūkių, kuriuos reikia įveikti. Viena iš jų yra Visatos struktūra. Kaip kadaise vienodas labai karštų dujų ir energijos rutulys tapo labai struktūruota, sudėtinga Visata, evoliucionavusia per 13, 8 milijardo metų nuo Didžiojo sprogimo? Tokie optiniai tyrimai kaip „Sloan Digital Sky Survey“ pasakoja apie galaktikų, galaktikų grupių ir superklasterių pasiskirstymą. Minimalūs kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės svyravimai - matuojami, be kita ko, Plancko teleskopu - pasakoja apie sąlygas, kai Visata buvo tik 380 000 metų, dar prieš susiformavus pirmosioms žvaigždėms, galaktikoms ir klasteriams. SKA patikrins šią „kosmologinę aušrą“ ir stebės struktūros raidą, pažvelgdama į vandenilio dujų istoriją Visatoje.

Kaip aptaria Grahamas-Smithas, galaktikų struktūra ir evoliucija yra dar viena aktuali tema. Beveik visų galaktikų centruose sukasi didžiulės juodosios skylės, kurių masė yra milijonus ar milijardus kartų didesnė už Saulės masę. Didžiuliai energijos kiekiai yra spinduliuojami iš juodosios skylės arba yra perduodami kaip kinetinė energija kolimizuotų (labai siaurų) purkštukų, išspaustų išilgai sukimosi polių ir, tam tikrais atvejais besitęsiančių, megaparsekų. Šis procesas tikriausiai yra raktas į žvaigždžių formavimąsi ir galaktikų evoliuciją. Iš purkštukų ir radiacijos energija patenka į dujas tarp žvaigždžių ir galaktikų, ir manoma, kad tai daro didelę įtaką žvaigždžių formavimosi greičiui ir dėl to galaktikų evoliucijai. Dujos, kaitinančios ir maišančios, savo ruožtu veikia galingą grįžtamojo ryšio mechanizmą, kad aplink juodąją skylę susidarytų greitis ir energijos.

Norėdami patobulinti savo vaizdą apie šią veiklą, astronomai rikiuoja teleskopų asortimentą, kad būtų galima nustatyti purkštukų radijo spinduliuotę ir įvertinti jų kinetinę ir magnetinę energiją, taip pat energiją, skleidžiamą optinių ir ultravioletinių bangų ilgiuose. Jie naudoja rentgeno stebėjimus, kad nustatytų, kiek karštos dujos, ir infraraudonųjų spindulių stebėjimus, kad nustatytų, kiek dulkių yra tarpžvaigždinėje terpėje. Jie stebi spektrines linijas milimetrinių bangų ilgiais, kad nustatytų molekulinių dujų nutekėjimą. Rentgeno ir γ spinduliai taip pat pasakoja apie dujų dinamiką arti juodosios skylės arba tame regione, kuriame paleidžiami purkštukai.

„Dangaus akyse“ yra keletas stebinančių klaidų. Pavyzdžiui, Karlo G. Janskio labai didelio masyvo radijo teleskopas Naujojoje Meksikoje po jo atnaujinimo vis dar turi 27 indus, o ne 36. Nepaisant to, Grahamo-Smitho knyga yra labai įdomus daugybės teleskopų ir jų istorijos paaiškinimas. .

Teleskopo technologija ir toliau vystosi žlugdančiu greičiu. Pavyzdžiui, SKA reikalauja naujų technologijų, kad padidintų jautrumą, labai greitai apdorotų didžiulį duomenų kiekį ir kontroliuotų išlaidas. Ši ir kitos suplanuotos puikios observatorijos - JWST, taip pat γ spindulių ieškantis „Cherenkov“ teleskopų matrica ir optinis / beveik infraraudonųjų spindulių Europos ypač didelis teleskopas, veikiantis žemėje, greičiausiai atneš didelių atradimų tokiose vietose kaip trumpalaikiai radiacijos šaltiniai., supratimas apie planetos formavimąsi, tamsiosios materijos prigimtį ir Visatos istoriją. Jie neabejotinai taip pat atskleis nežinomus nežinomus dalykus, tuos sedingus atradimus, kurie yra didžiųjų istorijos teleskopų požymis.

Susijusios nuorodos

Susijusios gamtos tyrimų nuorodos

  • Radijo astronomija: pirštas ant pulsaro
  • Menas: Galileo išradimas
  • Žvelgiant atgal: dangaus pranešimas
  • Ypatinga gamta : Hablo 25-osios metinės

Susijusios išorinės nuorodos

  • Džeimso Webbo kosminis teleskopas
  • Kvadratinių kilometrų masyvas

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.