Uredniki opomba - Znanstveni novinar in avtor Bruce Dorminey je z dvema znanstvenikoma NASA spregovoril o možnosti pritrditve teleskopa na vesoljsko plovilo za misijo na zunanjih planetih.
Svetlobno onesnaževanje našega notranjega osončja, tako iz bližnjega sončevega sijaja kot zmedenega zodiakalnega sijaja iz prahu, ki se je zbralo v asteroidnem pasu, že dolgo vzbuja kozmologe, ki si želijo bolj jasnega sprejemanja zgodnjega Vesolja.
Toda skupina iz NASA, JPL in Caltech je preučila možnost, da bi na misiji v zunanji osončje privezali optični teleskop na pregledno vesoljsko plovilo.
Pobeg iz onesnažene vijolične megle našega notranjega osončja
Ideja je, da optični teleskop uporabimo v fazi križarjenja, da dosežemo boljši ročaj pri ekstragalaktični svetlobi v ozadju; to je kombinirana optična osvetlitev ozadja iz vseh virov v vesolju. Predvidevajo, da je teleskop uporaben za približno 5 astronomskih enot (AU), približno oddaljenost Jupitrove orbite. Nato želi svoje podatke povezati s prizemnimi opazovanji.
Eden od ciljev je osvetliti zgodnjo reionizacijo zgodnjega vesolja. Reionizacija se nanaša na čas, ko je ultravijolično (UV) sevanje iz prvih zvezd vesolja ioniziralo intergalaktični medij (IGM) z odstranjevanjem elektronov iz plinastih atomov ali molekul IGM. To obdobje reionizacije naj bi se zgodilo najpozneje 450 milijonov let po velikem udaru.
ZEBRA, zodiakalni aparat za prah, ekstragalaktično ozadje in rejonizacijsko okolje, je NASA-in koncept JPL, ki zahteva 40 milijonov dolarjev teleskop, sestavljen iz treh optičnih / skoraj infrardečih instrumentov; sestavljen iz 3 cm širokega polja in 15 cm slikovnega slikovnega slikarja. Vendar pa NASA še ni izbrala predloga ZEBRA za eno od svojih misij.
Da pa bi izvedeli več, smo se pogovarjali s voditeljem in instrumentom kozmologa ZEBRA Concept Jamiejem Bockom in astronomom Charlesom Beichmanom, obema iz Nasine JPL in Caltech.
Dorminey: Kaj je zodiakalna svetloba?
Beichman: To je svetel vir razpršene svetlobe našega lastnega osončja iz prašnih zrn, ki jih oddajajo, ker jih je sonce ogrevalo in sevajo same
ali odbijajo sončno svetlobo. Če greste ven na zelo jasno temno luč brez lune, lahko iz tega prahu vidite pas te svetlobe. Sledi ravnini ekliptike. Prah večinoma izvira iz materiala v asteroidnem pasu, ki se po velikem trku zruši v majhne delce.
Dorminey: Kaj bi pomenilo preteklost tega zodiakalnega prahu za opažanja?
Beichman: Predstavljajte si, da sedite v losangeleškem bazenu in imate ves ta dim in meglico in želite izmeriti, kako čist je zrak v Palm Springsu. Morate biti sposobni odšteti vse megle med sem in tja, tako da to nikakor ni mogoče storiti s točnostjo. Za izhod iz smoga se morate zapeljati iz bazena.
Dorminey: Kako bi to pomagalo pri preučevanju tega ekstragalaktičnega ozadja?
Bock: Ekstragalaktična osvetlitev ozadja (EBL) meri skupno gostoto energije, ki prihaja izven naše galaksije. Ta svetloba daje vsoto energije, ki jo proizvajajo zvezde in galaksije ter kateri koli drugi viri, v zgodovini kozmičnega časa. Skupno ozadje lahko uporabimo za preverjanje, če pravilno razumemo zgodovino tvorbe galaksij. Pričakujemo, da bo komponenta osvetlitve ozadja od prvih zvezd imela izrazit spekter, ki sega v bližino infrardečega; to nam lahko pove, kako svetla in kako dolga je bila epoha, ko so se oblikovale prve zvezde. Žal je zodiakalna svetloba veliko svetlejša od tega ozadja. Toda z odhodom v orbito Jupitra je zodiakalna svetloba 30-krat krajša kot na Zemlji, v orbiti Saturna pa 100-krat slabša.
Dorminey: Bi morali nastopiti na avtocesti pri Nasi ali bi lahko šlo za partnerstvo z drugo vesoljsko agencijo, kot je na primer ESA?
Bock: Raziskovali smo najcenejši pristop k dodatnim stroškom in sodelovali z Nasino planetarno misijo. Lahko pa bi sodelovali z drugo vesoljsko agencijo. Evropski raziskovalec ledenih mesecev Jupiter (prej JGO) se zdaj poteguje za naslednjo misijo razreda L v začetku leta 2020 in je privlačna možnost za prispevani znanstveni instrument za križarjenje. Vsak pristop ima drugačno cenovno in partnersko okolje.
Dorminey: Ali je glavni gonilnik, da bo EBL teleskop presegel zodiakalni prah ali 5 AU ponuja tudi opazovalno prednost v smislu doseganja šibke veličine?
Bock: Prednost opazovanja je zaradi ozadja [temnejšega sončnega sistema]. S tako majhnim teleskopom te koristi ne poskušamo izkoristiti, vendar bi prihodnji opazovalniki lahko. Zodiakalno svetlost bomo merili do Jupitra in naprej in to bo morda v prihodnosti motiviralo astronomska opazovanja s teleskopi v zunanjem osončju.
Dorminey: S kakšnimi izzivi glede prenosa podatkov boste naleteli?
Bock: Zahteve po podatkih so morda manjše, kot bi morda sprva pričakovali, saj naše slike dobimo z dolgimi [opazovalnimi] integracijami z zmerno prostorsko ločljivostjo. Za planetarni predlog, ki smo ga podrobno preučili, je skupni obseg podatkov znašal 230 gigabajtov, približno 65 odstotkov teh podatkov pa se je vrnilo iz Jupitra in v Saturn. Kazalci teleskopa delujejo avtonomno.
Dorminey: Kaj pa sevanje Jupitra, ki posega v optiko in CCD kamere na teleskopu?
Beichman: Kar bi naredili, je, da prenehate z opazovanjem EBL, ko ste blizu Jupitra. Težave z obsevanjem so velike, zato bi opazovanja opravili le pred Jupitrom in po njem.
Dorminey: Kaj bi naredili vaši instrumenti, da NASA načrtovani vesoljski teleskop James Webb (JWST) ne bi?
Bock: JWST bo verjetno zaznal najsvetlejše prve galaksije in glede na to, kako natančno so se galaksije oblikovale, bo zaradi prispevka številnih šibkih galaksij izpustil večino celotnega sevanja. Merjenje ekstragalaktičnega ozadja daje skupno sevanje iz vseh galaksij in zagotavlja skupno energijo. Poleg tega ne potrebujemo velikega teleskopa; 15 cm zadostuje.
Dorminey: Kaj pa planetarna znanost s teleskopom?
Bock: Naš instrument je specializiran za meritve nizke svetlosti površine. Naredili smo posebne izbire oblikovanja za preslikavanje zodiakalnega oblaka prahu od notranjega do zunanjega osončja. Tridimenzionalni pogled nam bo omogočil, da izsledimo izvor medzvezdnega prahu do kometov in asteroidnih trkov. Vemo, da zunaj orbite Neptuna obstajajo predmeti Kuiperjevega pasu in verjetno je tudi z njimi povezan prah.
Dorminey: Kako dolgo bi ta teleskop deloval?
Bock: Po končanem primarnem opazovanju bi zagotovo lahko prvotna ekipa ali zunanja stranka predlagali upravljanje teleskopa. Eden vznemirljivih znanstvenih primerov so opazovanja z mikro lečami paralaksa; opažanja, ki uporabljajo paralakso med Zemljo in Saturnom, da preučijo vpliv eksoplanetov, ki krožijo okoli zvezd, ki proizvajajo mikro-leče. Druge znanstvene priložnosti vključujejo zemljevide Kuiperjevega pasu v skoraj infrardeči povezavi; zvezdne okultacije Kuiperjevih pasov; in preslikavo več polj EBL za primerjavo z drugimi anketami.
Dorminey: Kako bi lahko začetna opazovanja teleskopa pretresla teoretsko kozmologijo?
Beichman: Kadarkoli opravite meritev, ki je faktor stokrat boljši kot prej, vedno dobite presenečenje.
