Pobliska fabryka Supernova, międzynarodowa współpraca astronomów i astrofizyków, ogłosiła, że SNIFS, zintegrowany spektrograf polowy Supernova, osiągnął „pierwsze światło” we wczesnych godzinach porannych we wtorek, 8 czerwca, kiedy nowy instrument uzyskał swój pierwszy cel astronomiczny, supernowa typu Ia oznaczona SN 2004ca. Supernowe typu Ia są wykorzystywane przez astronomów do pomiaru ekspansji wszechświata.
Analiza początkowych danych oraz osobna obserwacja nowo odkrytej supernowej SN 2004cr w niedzielę 20 czerwca potwierdzają, że SNIFS? jeszcze w fazie rozruchu? spełnia swoje cele projektowe jako niezwykłe nowe narzędzie do obserwowania supernowych.
SNIFS, który został niedawno zamontowany na 2,2-metrowym teleskopie Uniwersytetu Hawajskiego na szczycie Mauna Kea na Hawajach, to innowacyjny instrument przeznaczony do śledzenia osobliwości i dokładnych odległości supernowych typu Ia poprzez jednoczesne uzyskanie ponad 200 widm każdego celu , jej macierzysta galaktyka i pobliskie nocne niebo.
SNIFS jest kluczowym elementem międzynarodowej fabryki Supernova Nearby (SNfactory), zainicjowanej w Departamencie Energii Lawrence Berkeley National Laboratory. Celem SNfactory jest znalezienie i zbadanie ponad 300 pobliskich supernowych typu Ia w celu zmniejszenia niepewności co do tych najbardziej znanych astronomicznych „standardowych świec”, których pomiar doprowadził do odkrycia, że tempo ekspansji wszechświata rośnie.
„Lepsza znajomość tych wyjątkowo jasnych i wyjątkowo jednolitych obiektów sprawi, że będą one jeszcze lepszymi narzędziami do pomiaru kosmosu”, mówi astronom Greg Aldering z Wydziału Fizyki Berkeley Lab, który kieruje współpracą SNfactory. „Supernowe typu Ia są kluczem do zrozumienia tajemniczej ciemnej energii, która powoduje, że wszechświat rozszerza się coraz szybciej”.
Korpus instrumentu SNIFS został zbudowany przez francuskich współpracowników SNfactory, członków Laboratoire de Physique Nucl? Aire et de Haute Energies (LPNHE) w Paryżu, Centre de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) oraz Institut de Physique Nucl ? aire de Lyon (INPL), wspierane przez Institut National de Physique Nucl? aire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) i Institut National des Sciences de l'Univers (CNRS / INSU). Berkeley Lab, z pomocą Yale University, opracował kamery służące do wykrywania światła z SNIFS, a University of Chicago opracował instrumenty do monitorowania wydajności SNIFS.
Przyrząd SNIFS wytwarza widmo w każdej pozycji w obszarze sześć na sześć sekund łukowych wokół docelowej supernowej, w tym jej macierzystej galaktyki i otaczającego nieba, za pomocą „integralnej jednostki pola” składającej się z szeregu indywidualnych soczewek. Światło jest wydobywane z pola widzenia teleskopu przez niewielki pryzmat i kierowane do albo astronomicznych kamer CCD wrażliwych na błękit, albo na czułość na czerwono, ośmiu megapikseli. Razem kamery te zbierają całe światło optyczne z każdej supernowej.
Oddzielna kamera fotometryczna, działająca równolegle ze spektrografem w identycznych warunkach obserwacji, umożliwia korektę widm dla zmiennych takich jak cienkie zachmurzenie. Kamera prowadząca utrzymuje precyzyjnie wyrównany spektrograf na celu, mierząc pozycję gwiazdy prowadzącej w szerszym polu widzenia teleskopu co sekundę, dostosowując cel w razie potrzeby.
Przywieziony do Hilo w marcu i zmontowany w stanie gotowości do pracy na poziomie morza, SNIFS został rozebrany, przeniesiony na 4 245-metrowy (prawie 14000 stóp) szczyt Mauna Kea i ponownie zmontowany na 2,2-metrowym teleskopie Uniwersytetu Hawajskiego .
„Na poziomie morza upewniliśmy się, że wszystko jest w porządku, a także przećwiczyliśmy zgromadzenie”, mówi Aldering. „Gdy dojdziesz do 14 000 stóp, sprawy stają się trudne. Każdy nosi „głupią listę”, aby nie zacząć czegoś robić, a potem zapomnieć, co to było ”.
Dwa miesiące inżynierii, aby wyrównać i skalibrować instrument na teleskopie, poprzedzały obserwację SNIFS jego pierwszej supernowej typu Ia, SN 2004ca, 8 czerwca, w gwiazdozbiorze Łabędzia, łabędzia. Następnie 20 czerwca zaobserwowano SN 2004cr w gwiazdozbiorze Cefeusza, króla. Wkrótce rozpoczną się rutynowe obserwacje supernowych odkrytych przez SNfactory.
„Teraz, gdy SNIFS działa regularnie”, mówi Aldering, „nasze codzienne życie zmieniło się dramatycznie”. Po latach planowania i długodystansowych spotkań, w tym comiesięcznych wideokonferencji, „poziom aktywności wzrósł? każdego dnia musimy reagować natychmiast, gdy napływają nasze nowe dane o supernowych. ”
Pełny harmonogram na przyszłość
Strategia SNfactory ma dwa „potoki”, z których pierwszym jest wyszukiwanie supernowych za pomocą automatycznych badań nieba na szerokim polu. Dane są dostarczane przez 160-megapikselowy aparat QUEST-II, zbudowany przez Yale University i Indiana University i obsługiwany w Obserwatorium Palomar przez grupę QUEST-II, a także przez zespół śledzenia Ziemi asteroid bliskiego Jet Propulsion Laboratory oraz California Institute of Technologia. Dane są przekazywane przez High-Performance Research and Education Network do National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) w Berkeley Lab w celu zidentyfikowania prawdopodobnych kandydatów na supernowe.
Idealnym kandydatem jest niedawno eksplodująca supernowa typu Ia, która jest wystarczająco bliska, aby dokładnie zmierzyć jej widmo i krzywą światła (jej jasność rosnąca i opadająca), ale wystarczająco daleko, aby być „w płynnym przepływie Hubble'a”? co oznacza, że jego przesunięcie ku czerwieni wynika głównie z ekspansji samego wszechświata, na który nie ma wpływu ruch jego macierzystej galaktyki w przestrzeni kosmicznej.
Faza wyszukiwania w SNfactory działa od ponad roku, choć nie w pełni. „Poszukiwania będą teraz pełne,” mówi Aldering. „Każdej nocy w roku zdobywamy kilku kandydatów? więcej niż cały obecny światowy wskaźnik odkrycia. ”
SNIFS jest zamontowany na 2,2-metrowym teleskopie Uniwersytetu Hawajskiego na szczycie Mauna Kea na Hawajach.
Drugi potok SNfactory przekazuje kandydatów do wyszukiwania do SNIFS, gdzie określa się rodzaj i przesunięcie ku czerwieni każdej supernowej, a najbardziej obiecujące są wybierane i planowane do bardziej szczegółowych badań. SNfactory używa teleskopu Uniwersytetu Hawajskiego trzy razy w tygodniu przez pół nocy? połowa zaczyna się o północy, dzięki uprzejmości lokalnych obserwatorów? z SNIFS dostępnymi dla innych projektów w innym czasie.
Ostatecznie SNIFS będzie działać w pełni automatycznie. Zdalne sterowanie teleskopem i spektrografem zostało po raz pierwszy wykonane z Hilo na Hawajach, a obecnie odbywa się z Berkeley Lab i Francji.
SNIFS może określić specyficzne cechy fizyczne danego typu Ia, w tym na przykład, czy jest on niezwykle energetyczny, czy też jak bardzo jego światło zostało przyciemnione przez pył w swojej macierzystej galaktyce. Taki niezrównany szczegół spektrograficzny i fotometryczny umożliwia wykorzystanie wyjątkowej cechy supernowych typu Ia: „można je kalibrować indywidualnie, a nie tylko statystycznie” - mówi Aldering. „Będziemy w stanie mierzyć jasność z pewnością. Znając jasność, możemy precyzyjnie określić odległość. ”
Gromadząc dużą liczbę supernowych typu Ia w przepływie Hubble'a, naukowcy z SNfactory będą w stanie ustalić dolny koniec przesunięcia ku czerwieni na diagramie przesunięcia jasności i przesunięcia ku czerwieni, na których oparte są miary szybkości rozszerzania się wszechświata. To, a także szczegółowe zrozumienie czynników fizycznych, które powodują niewielkie zmiany w widmach typu Ia i krzywych świetlnych, poprawi dokładność pomiarów o dużym przesunięciu ku czerwieni, które są kluczowe dla wyboru spośród wielu konkurencyjnych modeli teoretycznych ciemnej energii.
Członkowie pobliskiej fabryki Supernova Factory to Greg Aldering, Peter Nugent, Saul Perlmutter, Lifan Wang, Brian C. Lee, Rollin Thomas, Richard Scalzo, Michael Wood-Vasey, Stewart Loken i James Siegrist z Berkeley Lab; Jean-Pierre Lemonnier, Arlette Pecontal, Emmanuel Pecontal, Christophe Bonnaud, Lionel Capoani, Dominique Dubet, Francois Heunault i Blandine Lantz z CRAL; Gerard Smadja, Emmanuel Gangler, Yannick Copin, Sebastien Bongard i Alain Castera z INPL; Reynald Pain, Pierre Antilogus, Pierre Astier, Etienne Barrelet, Gabriele Garavini, Sebastien Gilles, Luz-Angela Guevara, Didier Imbault, Claire Juramy i Daniel Vincent z LPNHE; oraz Rick Kessler i Ben Dilday z University of Chicago. Niedawno grupa astrofizyki na Uniwersytecie Yale pod kierownictwem Charlesa Baltaya dołączyła do pobliskiej fabryki Supernova.
Berkeley Lab to krajowe laboratorium Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych z siedzibą w Berkeley w Kalifornii. Prowadzi niesklasyfikowane badania naukowe i jest zarządzany przez University of California. Odwiedź naszą stronę internetową http://www.lbl.gov.
Oryginalne źródło: Berkeley Lab News Release
