Το Nearby Supernova Factory, μια διεθνής συνεργασία αστρονόμων και αστροφυσικών, ανακοίνωσε ότι το SNIFS, το Supernova Integral Field Spectrograph, πέτυχε το «πρώτο φως» τις πρώτες πρωινές ώρες της Τρίτης, 8 Ιουνίου, όταν το νέο όργανο απέκτησε τον πρώτο αστρονομικό στόχο του, μια σουπερνόβα τύπου Ia που ονομάζεται SN 2004ca. Οι σουπερνόβα τύπου Ia είναι το είδος που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για τη μέτρηση της επέκτασης του σύμπαντος.
Η ανάλυση των αρχικών δεδομένων, καθώς και μια ξεχωριστή παρατήρηση του πρόσφατα ανακαλυφθέντος supernova SN 2004cr την Κυριακή, 20 Ιουνίου, επιβεβαιώνει ότι το SNIFS; ενώ βρίσκεται ακόμη στη φάση έναρξης λειτουργίας του; επιτυγχάνει τους σχεδιαστικούς της στόχους ως ένα αξιοσημείωτο νέο εργαλείο για την παρατήρηση των σουπερνόβων.
Το SNIFS, το οποίο τοποθετήθηκε πρόσφατα στο τηλεσκόπιο 2,2 μέτρων του Πανεπιστημίου της Χαβάης στην κορυφή της Mauna Kea στο νησί της Χαβάης, είναι ένα καινοτόμο όργανο που έχει σχεδιαστεί για να εντοπίζει τις ιδιοσυγκρασίες και τις ακριβείς αποστάσεις των σουπερνόβα τύπου Ia, λαμβάνοντας ταυτόχρονα πάνω από 200 φάσματα κάθε στόχου , τον γαλαξία του σπιτιού του και τον κοντινό νυχτερινό ουρανό.
Το SNIFS είναι ένα κρίσιμο στοιχείο στο διεθνές κοντινό εργοστάσιο Supernova (SNfactory), το οποίο ξεκίνησε στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley του Τμήματος Ενέργειας. Ο στόχος του SNfactory είναι να βρει και να μελετήσει πάνω από 300 κοντινά σουπερνόβα τύπου Ia προκειμένου να μειώσει την αβεβαιότητα σχετικά με αυτά τα κύρια αστρονομικά «τυπικά κεριά», των οποίων η μέτρηση οδήγησε στην ανακάλυψη ότι ο ρυθμός επέκτασης του σύμπαντος αυξάνεται.
«Η καλύτερη γνώση αυτών των εξαιρετικά φωτεινών και εξαιρετικά ομοιόμορφων αντικειμένων θα τα κάνει ακόμη καλύτερα εργαλεία για τη μέτρηση του σύμπαντος», λέει ο αστρονόμος Greg Aldering του τμήματος Φυσικής του Berkeley Lab, ο οποίος ηγείται της συνεργασίας SNfactory. "Οι σουπερνόβες τύπου Ia είναι το κλειδί για την κατανόηση της μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας που προκαλεί το σύμπαν να επεκτείνεται όλο και πιο γρήγορα."
Το σώμα του οργάνου SNIFS κατασκευάστηκε από τους Γάλλους συνεργάτες του SNfactory, μέλη του Laboratoire de Physique Nucl? Aire et de Haute Energies (LPNHE) στο Παρίσι, το Center de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) και το Institut de Physique Nucl ? aire de Lyon (INPL), υποστηριζόμενη από το Institut National de Physique Nucl? aire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) και το Institut National des Sciences de l'Univers (CNRS / INSU). Το Berkeley Lab, με τη βοήθεια του Πανεπιστημίου Yale, ανέπτυξε τις κάμερες που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του φωτός από το SNIFS, ενώ το Πανεπιστήμιο του Σικάγο ανέπτυξε όργανα για την παρακολούθηση της απόδοσης του SNIFS.
Το όργανο SNIFS παράγει ένα φάσμα σε κάθε θέση μέσα σε μια περιοχή έξι έως έξι τόξων-δευτερολέπτων γύρω από τη σουπερνόβα στόχου, συμπεριλαμβανομένου του οικιακού γαλαξία και του γύρω ουρανού, χρησιμοποιώντας μια «μονάδα ολοκληρωμένου πεδίου» που αποτελείται από μια σειρά μεμονωμένων φακών. Το φως εξάγεται από το οπτικό πεδίο του τηλεσκοπίου με ένα μικρό πρίσμα και κατευθύνεται είτε σε μπλε-ευαίσθητες είτε σε κόκκινες ευαίσθητες, οκτώ megapixel, αστρονομικές κάμερες CCD. Μαζί αυτές οι κάμερες συλλέγουν όλο το οπτικό φως από κάθε σουπερνόβα.
Μια ξεχωριστή κάμερα φωτομετρίας, που λειτουργεί παράλληλα με τον φασματογράφο υπό πανομοιότυπες συνθήκες παρατήρησης, επιτρέπει τη διόρθωση των φασμάτων για μεταβλητές όπως το λεπτό κάλυμμα σύννεφων. Μια κάμερα οδηγού διατηρεί το φασματογράφο ευθυγραμμισμένο με ακρίβεια στον στόχο, μετρώντας τη θέση ενός αστέρι-οδηγού στο ευρύτερο οπτικό πεδίο του τηλεσκοπίου μία φορά κάθε δευτερόλεπτο, προσαρμόζοντας τον στόχο, εάν είναι απαραίτητο.
Πέταξε στο Χίλο τον Μάρτιο και συγκεντρώθηκε σε κατάσταση λειτουργίας στο επίπεδο της θάλασσας, το SNIFS διαχωρίστηκε, μεταφέρθηκε στη σύνοδο κορυφής της Mauna Kea των 4,245 μέτρων (και 14,000 πόδια) και συναρμολογήθηκε ξανά στο τηλεσκόπιο 2,2 μέτρων του Πανεπιστημίου της Χαβάης στις 6 Απριλίου .
«Στο επίπεδο της θάλασσας βεβαιωθήκαμε ότι όλα ήταν εντάξει και επίσης πρόβαμε τη συνέλευση», λέει ο Aldering. «Όταν φτάσετε στα 14.000 πόδια, τα πράγματα γίνονται δύσκολα. Όλοι φέρνουν μια «χαζή λίστα», ώστε να μην ξεκινήσουν να κάνουν κάτι και μετά να ξεχάσουν τι ήταν. »
Δύο μήνες μηχανικής για την ευθυγράμμιση και τη βαθμονόμηση του οργάνου στο τηλεσκόπιο προηγήθηκε η παρατήρηση SNIFS του πρώτου νέου supernova Type Ia, SN 2004ca, στις 8 Ιουνίου, στον αστερισμό Cygnus, ο κύκνος. Ακολούθησε η παρατήρηση του SN 2004cr στον αστερισμό Cepheus, ο βασιλιάς, στις 20 Ιουνίου. Σύντομα θα ξεκινήσουν παρατηρήσεις ρουτίνας που ανακαλύφθηκαν από SNfactory.
«Τώρα που το SNIFS βρίσκεται σε κανονική λειτουργία», λέει ο Aldering, «η καθημερινή μας ζωή έχει αλλάξει δραματικά». Μετά από χρόνια προγραμματισμού και συναντήσεων μεγάλων αποστάσεων, συμπεριλαμβανομένων μηνιαίων τηλεδιασκέψεων, «το επίπεδο δραστηριότητας έχει αυξηθεί; κάθε μέρα πρέπει να αντιδρούμε αμέσως καθώς τα νέα δεδομένα σουπερνόβα μπαίνουν. "
Ένα πλήρες πρόγραμμα μπροστά
Η στρατηγική SNfactory έχει δύο «αγωγούς», η πρώτη είναι μια αναζήτηση σουπερνόβα χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένες έρευνες ουρανού ευρέως πεδίου. Τα δεδομένα παρέχονται από την κάμερα QUEST-II 160 megapixel, που δημιουργήθηκε από το Πανεπιστήμιο Yale και το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα και λειτουργεί στο Παρατηρητήριο Palomar από την ομάδα QUEST-II, καθώς και από την ομάδα παρακολούθησης αστεροειδών Near Earth του εργαστηρίου Jet Propulsion Laboratory και το Ινστιτούτο Καλιφόρνια Τεχνολογία. Τα δεδομένα διαβιβάζονται από το Δίκτυο Έρευνας και Εκπαίδευσης Υψηλών Επιδόσεων στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Υπολογιστικής Έρευνας Ενέργειας (NERSC) στο Berkeley Lab για τον προσδιορισμό πιθανών υποψηφίων σουπερνόβα.
Ο ιδανικός υποψήφιος είναι μια πρόσφατα εξερχόμενη σουπερνόβα τύπου Ia που είναι αρκετά κοντά για ακριβή μέτρηση του φάσματος και της καμπύλης φωτός (η φωτεινότητα της ανόδου και της πτώσης) αλλά αρκετά μακριά για να είναι "στην ομαλή ροή του Χαμπλ"; που σημαίνει ότι η κόκκινη μετατόπιση οφείλεται κυρίως στην επέκταση του σύμπαντος μόνο, χωρίς να επηρεάζεται από την κίνηση του γαλαξία του σπιτιού του μέσω του διαστήματος.
Η φάση αναζήτησης του SNfactory λειτουργεί για πάνω από ένα χρόνο, αν και δεν έχει πλήρη χωρητικότητα. «Η αναζήτηση θα γίνει τώρα πολύ δυνατή», λέει ο Aldering. «Θα πάρουμε μερικούς υποψηφίους κάθε βράδυ του χρόνου; περισσότερο από το συνολικό παγκόσμιο ποσοστό ανακάλυψης. "
Το SNIFS είναι τοποθετημένο στο τηλεσκόπιο 2,2 μέτρων του Πανεπιστημίου της Χαβάης πάνω στη Mauna Kea στο νησί της Χαβάης.
Ο δεύτερος αγωγός SNfactory περνά τους υποψήφιους αναζήτησης στο SNIFS, όπου ο τύπος και η κόκκινη μετατόπιση κάθε σουπερνόβα καθορίζονται και τα πιο πολλά υποσχόμενα επιλέγονται και προγραμματίζονται για πιο λεπτομερή μελέτη. Το SNfactory χρησιμοποιεί το τηλεσκόπιο του Πανεπιστημίου της Χαβάης τρεις φορές την εβδομάδα για μισή νύχτα; το μισό ξεκινά τα μεσάνυχτα, ως ευγένεια στους τοπικούς παρατηρητές; με SNIFS διαθέσιμο σε άλλα έργα σε άλλες ώρες.
Τελικά το SNIFS θα λειτουργεί πλήρως αυτόματα. Το τηλεχειριστήριο του τηλεσκοπίου και του φασματογράφου έγινε για πρώτη φορά από το Hilo της Χαβάης και τώρα γίνεται από το Berkeley Lab και τη Γαλλία.
Το SNIFS μπορεί να προσδιορίσει τα συγκεκριμένα φυσικά χαρακτηριστικά ενός δεδομένου Τύπου Ια, συμπεριλαμβανομένων, για παράδειγμα, εάν είναι ασυνήθιστα ενεργητικό ή όχι ή πόσο φως μπορεί να έχει εξασθενίσει από τη σκόνη στον οικιακό γαλαξία του. Τέτοιες ασυναγώνιστες φασματογραφικές και φωτομετρικές λεπτομέρειες καθιστούν δυνατή την αξιοποίηση ενός μοναδικού χαρακτηριστικού των Supernova τύπου Ia: ότι «μπορούν να βαθμονομηθούν μεμονωμένα, όχι απλά στατιστικά», λέει ο Aldering. «Θα μπορέσουμε να μετρήσουμε τη φωτεινότητα με αυτοπεποίθηση. Γνωρίζοντας τη φωτεινότητα, μπορούμε να σας πούμε την απόσταση με ακρίβεια. "
Συλλέγοντας μεγάλους αριθμούς σουπερνόβα τύπου Ia στη ροή του Χαμπλ, οι επιστήμονες της SNfactory θα είναι σε θέση να εντοπίσουν το άκρο χαμηλής-κόκκινης μετατόπισης του διαγράμματος φωτεινότητας-μετατόπισης στο οποίο βασίζονται οι μετρήσεις του ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος. Αυτό, μαζί με τη λεπτομερή κατανόηση των φυσικών παραγόντων που προκαλούν μικρές διακυμάνσεις στα φάσματα Τύπου Ια και τις καμπύλες φωτός, θα βελτιώσει την ακρίβεια των μετρήσεων υψηλής μετατόπισης που είναι κρίσιμες για την επιλογή μεταξύ των πολλών ανταγωνιστικών θεωρητικών μοντέλων σκοτεινής ενέργειας.
Στα μέλη της ομάδας Nearby Supernova Factory περιλαμβάνονται οι Greg Aldering, Peter Nugent, Saul Perlmutter, Lifan Wang, Brian C. Lee, Rollin Thomas, Richard Scalzo, Michael Wood-Vasey, Stewart Loken και James Siegrist από το Berkeley Lab. Jean-Pierre Lemonnier, Arlette Pecontal, Emmanuel Pecontal, Christophe Bonnaud, Lionel Capoani, Dominique Dubet, Francois Heunault και Blandine Lantz από το CRAL. Gerard Smadja, Emmanuel Gangler, Yannick Copin, Sebastien Bongard και Alain Castera από το INPL. Reynald Pain, Pierre Antilogus, Pierre Astier, Etienne Barrelet, Gabriele Garavini, Sebastien Gilles, Luz-Angela Guevara, Didier Imbault, Claire Juramy και Daniel Vincent από το LPNHE. και Rick Kessler και Ben Dilday από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Πρόσφατα, η ομάδα αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Yale, υπό την ηγεσία του Charles Baltay, προσχώρησε στο Nearby Supernova Factory.
Το Berkeley Lab είναι εθνικό εργαστήριο Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ που βρίσκεται στο Berkeley της Καλιφόρνια. Διεξάγει μη ταξινομημένη επιστημονική έρευνα και διοικείται από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Επισκεφθείτε τον ιστότοπό μας στη διεύθυνση http://www.lbl.gov.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων στο Berkeley Lab
