Dzisiaj świat astronomii spotyka się ze światem science fiction „I, Robot” Izaaka Asimova wraz z uruchomieniem nowego teleskopu robotycznego. Choć brakuje mu humanoidalnych cech wersji filmowej, robot ten pomoże ludzkości w zrozumieniu wczesnego wszechświata, obserwując najbardziej odległe i potężne znane eksplozje.
Znajduje się w Obserwatorium Freda L. Whipple na Mt. Hopkins, Arizona, Peters Automated Infrared Imaging Telescope (PAIRITEL) jest pierwszym w pełni „robotycznym” teleskopem na podczerwień w Ameryce Północnej, przeznaczonym do obserwacji przejściowych zdarzeń astronomicznych. Teleskop, używany od kilku lat w dużych badaniach całego nieba (2MASS), został odnowiony do pracy autonomicznej. Będzie współpracować z nowym satelitą NASA „Swift”, który zostanie wystrzelony 8 listopada z Kennedy Space Center.
Wraz z PAIRITEL, zespół astronomów kierowany przez dr. Joshua Blooma z Harvard Society of Fellows, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i UC Berkeley, ma nadzieję wskazać eksplozję rozbłysku gamma od pierwszych i najbardziej odległych gwiazd w wszechświat. Błysk gamma (GRB) to szybki błysk promieniowania gamma trwający około minuty, któremu towarzyszy emisja poświatowa promieniowania rentgenowskiego, widzialnego, podczerwonego i radiowego. Poświata może być obserwowana przez kilka dni lub tygodni później. Uważa się, że większość GRB jest spowodowana masywnymi gwiazdami, które gwałtownie wybuchają i uwalniają ogromne podmuchy energii.
„Innowacyjne badanie nocnego nieba w dziedzinie czasu - sprawdzanie, jak rzeczy zmieniają się z nocy na noc, a nawet z minuty na minutę - to kolejna wielka granica w astronomii”, powiedział Bloom. „PAIRITEL został zoptymalizowany do badania kosmicznych wydarzeń, takich jak GRB, które są tu dziś, a jutro minęły”.
Wracając do czasów, gdy wszechświat miał mniej niż 1 miliard lat, to święty graal astronomii obserwacyjnej. Do tej pory jedynie jądra galaktyk energetycznych znane jako kwazary były wykorzystywane do badania wczesnego wszechświata. Ale promienie gamma wybuchają poświatami, jeśli astronomowie potrafią je szybko zobrazować, mają wyraźną przewagę nad kwazarami. Przez godzinę po wybuchu jasność poświaty może sięgać nawet 1000 razy jasności najjaśniejszego znanego kwazara we wszechświecie.
Wyjaśnił także Bloom: „Gwiazdy, które tworzą GRB, prawdopodobnie powstały przed czarnymi dziurami, które tworzą kwazary. Szukając najmłodszych i najodleglejszych GRB, możemy studiować najwcześniejsze epoki wszechświata. ”
Kluczową cechą PAIRITEL, która pozwoli na lokalizację odległych GRB, jest szybki czas reakcji. PAIRITEL odbiera sygnały od Swift i automatycznie przenosi się w mniej niż 2 minuty do tej części nieba, w której pojawił się GRB.
„Moją ostateczną wizją jest, aby roboty astronomiczne rozmawiały z robotami, decydując, co obserwować i jak, bez interwencji człowieka”, powiedział Bloom. „W tej chwili PAIRITEL wysyła nam e-maile tylko wtedy, gdy znajdzie szczególnie interesujące źródło lub gdy coś pójdzie nie tak i potrzebuje pomocy!”
Inną kluczową cechą PAIRITEL jest jego czułość w zakresie długości fal podczerwonych, co odróżnia ten system od grona już istniejących robotycznych teleskopów w świetle widzialnym. Niezbędne są zdjęcia wykonane za pomocą filtrów podczerwieni (około dwa razy większej niż długość fali światła widzialnego): światło widzialne emitowane z odległości ponad 12 miliardów lat świetlnych jest całkowicie zgaszone dla obserwatorów na Ziemi. Bloom wyjaśnił: „Zapomnij o ściemnianiu ze względu na ekstremalne odległości: gazowy wodór między nami a eksplozjami przypomina szukanie świetlika za gęstą londyńską mgłą. W podczerwieni możemy zerknąć przez całun na dobre rzeczy. ” Ponadto unikalny aparat w PAIRITEL wykonuje zdjęcia jednocześnie przy trzech różnych długościach fali światła, co pozwala na natychmiastowe robienie kolorowych zdjęć.
Statek kosmiczny Swift znajdzie GRB w tempie od 10 do 20 razy wyższym niż obecnie możliwe, i powinien znaleźć więcej wybuchów w ciągu 6 miesięcy niż wszystkie dobrze zbadane wybuchy do tej pory. Bloom powiedział, że najbardziej ekscytuje go używanie Swift i PAIRITEL „razem, aby znaleźć złotą igłę w stogu siana - GRB o wysokim przesunięciu ku czerwieni, który jest dalej niż najbardziej znana galaktyka czy kwazar”.
Kiedy PAIRITEL nie goni GRB, będzie on używany do precyzyjnych pomiarów supernowych, aby pomóc w określeniu kilku podstawowych parametrów, które decydują o ekspansji wszechświata. Między innymi dr Michael Pahre (CfA) wykorzysta PAIRITEL do badania światła w bliskiej podczerwieni pobliskich galaktyk, aby porównać je ze światłem w podczerwieni na zdjęciach uzyskanych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer NASA. Cullen Blake, absolwent Harvardu, który napisał oprogramowanie dla tego projektu, również użyje PAIRITEL, aby spróbować znaleźć planety masy Ziemi wokół brązowych karłów. Inni członkowie zespołu PAIRITEL to: Prof. Mike Skrutskie (Univ. Of Virginia), Dr. Andrew Szentgyorgyi (CfA), Prof. Robert Kirshner (Harvard University / CfA), Dr. Emilio Falco (CfA), Dr. Thomas Matheson (NOAO ) i Dan Starr (Gemini Observatory, Hawaje). Personel Mt. Hopkins-Wayne Peters, Bob Hutchins i Ted Groner pracowali nad automatyzacją teleskopu.
PAIRITEL, prawie 2 lata po rozpoczęciu projektu, poświęcony jest dziś zmarłemu Jimowi Petersowi, który pracował dla Smithsonian Astrophysical Observatory, najpierw nad śledzeniem satelitarnym, a następnie jako operator teleskopu na Mt. Hopkins od 25 lat. Jego wdowa i syn będą obecni na ceremonii.
Projekt został sfinansowany z grantu z Harvard Milton Fund. Teleskop jest własnością Smithsonian Astrophysical Observatory, a kamera na podczerwień jest wypożyczona z University of Virginia.
Dodatkowe informacje o Swift i PAIRITEL są dostępne online pod adresem:
http://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/swiftsc.html
http://pairitel.org/
Oryginalne źródło: CfA News Release
