Jeśli jesteś astronomem i chcesz uciec przed mglistą atmosferą Ziemi, potrzebujesz teleskopu kosmicznego ... prawda? Niekoniecznie czasami wystarczy balon i trochę czystego arktycznego nieba. Międzynarodowy zespół naukowców udał się do Szwecji i rozłożył 33-piętrowy balon z teleskopem BLAST, zaprojektowanym do badania narodzin gwiazd i planet. Gaelen Marsden jest członkiem zespołu i badaczem na University of British Columbia w Vancouver, Kanada.
Posłuchaj wywiadu: BLAST in the Arctic (4,5 MB)
Lub subskrybuj podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Miło jest w końcu porozmawiać z kimś z mojego rodzinnego miasta. Jaka jest tam pogoda?
Gaelen Marsden: Och, dzisiaj jest całkiem ładnie, ładnie i słonecznie.
Fraser: A jak to się ma do północnej Szwecji?
Marsden: Cóż, robi się ciemno, co jest całkiem świetne.
Fraser: Racja, racja, 24 godziny słońca. Czy możesz podać mi informacje na temat misji, z której właśnie wróciłeś na północy?
Marsden: To teleskop z balonem i niesie 2-metrowe lustro. BLAST oznacza teleskop submilimetrowy o dużej aperturze. Latamy balonem na wysokość 40 kilometrów. 2-metrowe lustro, które jest dość duże jak na balon - to nic w porównaniu z teleskopami naziemnymi - ale jest duże jak na balon i porównywalne z obecnymi teleskopami satelitarnymi. Mierzymy submilimetr, który jest nową granicą. Istnieje kilka teleskopów naziemnych, które mierzą submilimetr, ale jesteśmy pierwszymi, którzy robią to z bliska, a nie z kosmosu. Zaletą submilimetru jest to, że patrzysz - w przypadku pozagalaktycznych celów naukowych - przetworzone światło z bardzo dużych gwiazd; jasne, ciężkie gwiazdy, gdy ich galaktyki najpierw zapalają się z błyskiem formowania się gwiazd. Wraz z tworzeniem się gwiazd masz pył, który pochłania światło gwiazd i ponownie promieniuje je w submilimetrie. Na to właśnie patrzymy.
Fraser: W jaki sposób balon stanowi platformę dla obserwatorium?
Marsden: Racja, to szybka, tania, brudna alternatywa dla satelity. W rzeczywistości korzystamy z usług Herschel Europejskiej Agencji Kosmicznej, która ma na pokładzie eksperyment o nazwie SPIRE. Używamy tych samych detektorów i podobnego lustra i będą latać, wierzę w 2007; chociaż prawdopodobnie będzie to rok 2008. Wykonają lepszą robotę niż my. Są w kosmosie, w ogóle nie ma atmosfery, będą mieli znacznie dłuższy czas obserwacji, ale z drugiej strony kosztuje 100 razy więcej i zajmuje 10-15 lat. Złożyliśmy to razem za około 5 lat. To zaleta odczytu; jest bardzo szybki i znacznie tańszy.
Fraser: Jakie inne rodzaje obserwacji twoim zdaniem można zrobić z obserwatorium opartego na balonie?
Marsden: Ballooning nie jest niczym nowym. Trwa to prawdopodobnie od 30 do 40 lat. Jednym z najbardziej znanych jest teleskop Bumerang, który leciał z Antarktydy w latach 1998-2000. A to CMB, kosmiczne mikrofalowe badania w tle. Było mnóstwo teleskopów przenoszonych przez balony, patrząc na kosmiczne tło mikrofalowe. Poza tym w naukach o atmosferze bardzo często stosuje się balony.
Fraser: Wystrzeliłeś balon kilka tygodni temu ze Szwecji. Gdzie się podział i co się stało?
Marsden: Racja, więc uruchomiliśmy go w sobotę rano. Najpierw idzie w górę, dotarcie do docelowej wysokości 38 km zajmuje około 3 godzin, tak naprawdę początkowo byliśmy nieco wyżej, myślę, że byliśmy bliżej nieco ponad 39 km. Wiatry są dość przewidywalne, te wiatry na dużych wysokościach. Dlatego robimy to ze Szwecji lub z Antarktydy. Latem wiatry zataczają koło. Nie dlatego, że dokładnie wiemy, co zamierza zrobić, ale wiesz, że latem poleci na zachód. I poszło na zachód. Skończyło się to szybciej, niż się spodziewaliśmy. Modele wiatru pokazywały około 20 węzłów, a my jeździliśmy czasem nawet 40 węzłów. To nas spowolniło. Mieliśmy nadzieję, że dotarcie do Terytoriów Północno-Zachodnich zajmie 5 dni, a ostatecznie skończyło się to 4 dni. Innym problemem jest to, że dryfowaliśmy na północ, co spowodowało problemy, ponieważ chcieliśmy lecieć aż na Alaskę, ale ostatecznie znaleźliśmy się zbyt daleko na północ i zamiast tego musieliśmy przeciąć wyspę Victoria, która przerwała kolejne 18 godzin.
Fraser: Balon owinął się wokół bieguna, a następnie poleciał nad północną Kanadą. Jak to odzyskałeś?
Marsden: Dwóch członków zespołu, Mark Devlin i Jeff Klein, obaj z University of Pennsylvania, opuścili Szwecję po pierwszym dniu. Po uruchomieniu balonu otrzymujemy linię telemetrii witryny. Wszystkie dane otrzymujemy przez antenę. Przez pierwsze około 18 godzin otrzymujemy wszystkie dane. Wszyscy przyglądamy się temu uważnie i bardzo ważne jest, aby wszystko było poprawnie skonfigurowane, aby reszta lotu przebiegła bezproblemowo. W końcu przechodzi nad górami i nie uzyskujemy już tak wysokiej prędkości transmisji danych, a otrzymujemy znacznie mniej - około 1000 razy mniej. Tak więc przez resztę lotu mieliśmy po prostu trochę danych. Ale gdy tylko skończyła się linia wzroku, Mark i Jeff opuścili Szwecję, polecieli z powrotem do Filadelfii, a następnie szybko wyjechali na Terytoria Północno-Zachodnie, i byli w pobliżu, kiedy spadł balon. Brzmi jak dość trudne zadanie, ponieważ było dość odległe i musieli lecieć helikopterem. Musieli pokroić to na dość małe kawałki, aby wszystko odzyskać.
Fraser: Teraz, jeśli dobrze rozumiem, submilimetr znajduje się w górnej części spektrum radiowego i jest naprawdę dobry do patrzenia na zimne obiekty. Więc na co dokładnie patrzyłeś?
Marsden: Od samego początku propozycja naukowa stwierdza, że mieliśmy dwa przypadki: pozagalaktyczny i galaktyczny. O ekstagalaktyce mówiłem wcześniej, o tym, że powstawały wysokie gwiazdy w bardzo młodych galaktykach, a przesunięcia ku czerwieni do 3, a może nawet 5. To był przypadek pozagalaktyczny. Jest też przypadek galaktyczny, w którym obserwujemy powstawanie planet i pył w naszej własnej galaktyce, która w tym momencie nie jest zbyt dobrze znana. I faktycznie okazało się, że z powodu mniejszej czułości teleskopu, niż się spodziewaliśmy, zdecydowaliśmy, że nie jest to najlepsze wykorzystanie naszego czasu na spędzenie dużej ilości czasu na poszukiwaniu źródeł pozagalaktycznych. Większość czasu spędziliśmy na poszukiwaniu źródeł galaktycznych, ponieważ są one bliższe, większe, jaśniejsze i łatwiejsze do zobaczenia. W przypadku galaktycznym właściwie nie wiem zbyt wiele o nauce, ponieważ spędzam czas na studiowaniu pozagalaktycznym. Ale patrzymy na zimne chmury pyłu w naszej własnej galaktyce. Niektóre z nich będą tworzyć gwiazdy i planety, co w tym momencie nie jest dobrze znane. Istnieje wiele obserwacji długości fali wszystkich tych rzeczy, a my próbujemy dodać jego submilimetrową część, abyś mógł spojrzeć na te źródła w radiu, chociaż podejrzewam, że nie widzisz ich zbyt jasno w radiu, ale z pewnością optyczny. Widzisz te ładne zdjęcia z Hubble'a tych zakurzonych mgławic, a my po prostu dodajemy obecność submilometru do tej krzywej, aby zobaczyć, czy możemy dowiedzieć się, co się tam właściwie dzieje.
Fraser: Czy masz już jakieś zaplanowane misje lub obserwacje?
Marsden: Tak, zdecydowanie. Mamy nadzieję, że uczymy się na podstawie rzeczy, które poszły tutaj nie tak. Podczas lotu mieliśmy pewne problemy, z pewnością mamy dużo wiedzy i jesteśmy bardzo podekscytowani. Będzie z tego wiele dobrych rzeczy, ale nadal chcemy iść po rzeczy pozagalaktyczne. Spędzimy jeszcze około roku, składając wszystko z powrotem, a potem postaramy się zrozumieć, co poszło nie tak podczas lotu. Mamy nadzieję zawrócić na kolejny lot za 18 miesięcy z Antarktydy.
