The Vera C. Rubini observatoorium , endise nimega Large Synoptic Survey Telescope (LSST), alustab tegevust millalgi järgmisel aastal. Kuna ta ei taha täiesti head akronüümi raisku lasta, saab selle esimene kampaania nimeks Ruumi ja aja päranduuring (LSST). See kümneaastane uuring uurib kõike alates tumeainest ja tumeenergiast kuni Linnutee tekkeni ja meie päikesesüsteemi väikeste objektideni.
Vastavalt a uus uuring Amir Siraj ja prof Abraham Loeb Harvardi ülikoolist on selle uuringu teine eelis tähtedevaheliste objektide avastamine, mis sisenevad regulaarselt päikesesüsteemidesse. Need tulemused koos objektide füüsikaliste iseloomustustega õpetavad meile palju planeedisüsteemide päritolu ja olemuse kohta (ja võivad isegi aidata meil tuvastada tulnukate sondi või kahte!)
Kui Oumuamua Maast mööda lendas oktoober 2017 , sai sellest esimene tähtedevaheline objekt, mida astronoomid kunagi täheldasid. Nüüd, aastaid pärast seda tähtsat sündmust, on teadlased endiselt teoretiseerimas, mis see võis olla – hiljutised teooriad näitavad, et see võib olla tume vesiniku jäämägi või tähtedevaheline' tolmujänku .” Kuid võib-olla kõige intrigeerivam oli see, mille pakkus välja prof Loeb ise.
Rubini observatoorium päikeseloojangul, täiskuu valgustatud. Krediit: Rubini observatoorium / NSF / AURA
2018. aasta uuringus, mis ilmus aastalAstrofüüsika ajakiri- pealkirjaga ' Kas päikesekiirguse rõhk võiks selgitada Oumuamua omapärast kiirendust? ” – Dr Shmuel Baily ja prof Loeb pakkusid välja, et tähtedevaheline objekt võib tegelikult olla tähtedevaheline kosmoselaev. See põhines osaliselt Oumuamuast saadud spektril ja kuidas see salapäraselt kiirendatud teel Päikesesüsteemist välja.
Olenemata sellest, kas Oumuamua oli tulnukate sond või mitte, väitsid Baily ja Loeb, et see oli (vähemalt) uus objektide klass, mida astronoomid pole kunagi varem näinud. sisse september 2019 , märgati meie päikesesüsteemi läbimas teist tähtedevahelist objekti (2I/Borisov). Kuigi see oli selgelt komeet, aitas see illustreerida, kuidas tähtedevahelised objektid külastavad regulaarselt meie päikesesüsteemi (ja mõned isegi jäävad !)
Vaatluskeskus, nagu Vera C. Rubin, annab seega suurepärase võimaluse saada rohkem teada tähtedevahelistest objektidest ja protsessidest, mis viivad päikesesüsteemide tekke ja olemuseni. Esiteks võib see Päikesesüsteemi objekte uurides potentsiaalselt mitmekordistada objektide arvu, mida me peame uurima. Nagu prof Loeb ütles Universe Todayle meili teel:
'Oumuamua ja Borisov olid kaks esimest Päikesesüsteemis kinnitatud tähtedevahelist objekti. Paari aasta pärast Vera C. Rubini observatooriumiga algav taevauuring, mida nimetatakse ajaruumi päranduuringuks (LSST), võiks iga kuu leida uue tähtedevahelise objekti, kui need asustavad juhuslikke trajektoore. Meie artikkel käsitleb küsimust, mida saab õppida tähtedevaheliste objektide suurest arvust statistikast.
Elektromagnetiline spekter visualiseeritud. Krediit: NASA
LSST tugineb Rubini observatooriumile Simonyi uuringuteleskoop (SST), suure avaga laia väljaga maapealne teleskoop lõunataeva uurimiseks optilistes ribades vahemikus 320–1050 nm (lähedal ultraviolettkiirgusest infrapunani). Selle kolme suurt peeglit juhitakse aktiivselt, et korrigeerida atmosfäärimoonutusi, ja pilte jäädvustatakse 3200-megapikslise digitaalkaameraga.
Vera C. Rubin peaks oma tehniliste võimaluste ja andmetele tugineva kaheksa teadusliku koostöö vahel andma väärtuslikku teaduslikku kasu. Nende hulka kuuluvad paisumiskiiruse mõõtmine tumeenergia ja tumeaine mõju kindlakstegemiseks, Linnutee kaardistamine, mööduvate sündmuste, nagu noovad, supernoovad, gammakiirguse pursked (GRB) ja muud nähtused, tuvastamine.
Samuti võimaldab see astronoomidel suurendada Päikesesüsteemis kataloogitud väikeste objektide – nagu asteroidid ja Kuiperi vööobjektid (KBO) – arvu 10-100 korda. Koos täpsete mudelitega, mis ennustavad tähtedevaheliste objektide kiirust. Päikesesüsteemi jõudes reisides näitavad Siraj ja Loeb, kuidas LSST võib meie päikesesüsteemi teadaolevate tähtedevaheliste objektide arvu mitmekordistada.
'Vera C Rubini observatoorium vaatleb taevast nii enneolematul sügavusel kui ka kadentsil,' ütles Siraj väljaandele Universe Today (ka meili teel). 'Selle tulemusena on see valmis oluliselt parandama meie arusaamist Päikesesüsteemi väikestest kehadest, sealhulgas tähtedevahelistest objektidest.
Tulevase Vera C Rubini 3200-megapikslise kujutise fookustasand. Krediit: Jacqueline Orrell / SLAC National Accelerator Laboratory)
Nagu nad oma uuringus näitavad, on objektide vastavatest süsteemidest väljumise kiirus (mis on võrreldav nende orbiidi kiirusega enne nende löömist) oluline, et mõista, kust süsteemis need alguse said. Näiteks väljuvad objektid välisulatusest mööduva tähe tõttu kergesti ja nende väljutuskiirus on seetõttu väike. Seetõttu on need tõenäoliselt ka kõige levinumad tähtedevahelised objektid.
Samamoodi põhjustavad gravitatsioonilised vastasmõjud planeetidega, mis asuvad tähe elamiskõlbliku tsooni (HZ) lähedal või sees, ja mille tulemuseks on väljapaiskumised, mille tulemuseks on paljude planeetide suurel kiirusel liikumine. Need kiirused oleksid kooskõlas objektide orbiidi kiirusega nende tähe HZ piires ja räägiksid seetõttu teadlastele palju selles süsteemis töötava mehaanika kohta. Nagu Loeb selgitas, arvestasid nad seda kõike arvutuste tegemisel:
'Me kaalusime tähtedevaheliste objektide väljutamist juhuslikes suundades nende peremeestähtede kiiruse suhtes ja arvutasime kiiruste jaotuse, kui nad jõuavad Päikesesüsteemi, võttes arvesse Päikese erilist kiirust selle naabruses asuvate tähtede suhtes. ”
'Kuna tähtedevahelisi objekte toodetakse planeetide süsteemides teiste tähtede ümber, võtsime kasutusele tähtede kinemaatika pluss täiendava kiiruskomponendi, mis arvestab objekti väljutuskiirust tähe suhtes,' lisas Siraj.
Nad leidsid, et objekti tüüpilist väljutuskiirust saab järeldada kiirusest, mis sellel oli pärast päikesesüsteemi jõudmist, ja selle saabumise suunast. Sellega seoses oleks nende kiirus näitajaks selle kohta, kui lähedal nad oma tähtedele tekkisid ja millal nad välja paiskusid. Või nagu Siraj kokku võttis:
'Leidsime, et tähtedevaheliste objektide liikumiskiiruste jaotus ja suunad, millest need pärinevad, kodeerivad teavet 'löögi' kohta, mida tähtedevahelised objektid saavad oma ematähest lahkudes. See 'löögi' kiirus peegeldab planeedi piirkonda, kust objekt pärineb, andes ülevaate planeedisüsteemi moodustumise toimimisest ja tähtedevaheliste objektide loomisest.
Näiteks kui need pärinevad äärealadest, nagu Päikesesüsteemi Oorti pilved, oleks nende löögikiirus tühine. Teisest küljest, kui need pärinevad süsteemi HZ-st, võib kiirus ületada nende päikesepiirkonna tähtede kiiruste vahemikku (10 s km/s). Seetõttu võib nende sünnikoha teadmine anda olulisi vihjeid nii neid loonud protsesside kui ka olemuse kohta.
Lisaks annab nende objektide uurimine väärtusliku ülevaate protsessidest, mille käigus tähesüsteemides tekivad asteroidid, komeedid ja planeedid. Ja kui dr Baily ja prof Loeb on soovitanud, et mõned neist objektidest võivad tegelikult olla universumit uurivad tähtedevahelised kosmosesondid, siis on võimalused veelgi sügavamad.
'SETI otsingute jaoks huvipakkuvad objektid võivad olla eristatavad ebatavalise kiiruse ja päritolusuundade järgi,' ütles Siraj. Koos Vera C. Rubini võimega anda kiireid teateid avastamissündmusest (mis hõlbustab märkimisväärselt järelvaatlusi) on astronoomidel võimalik näha neid objekte tulemas ammu enne, kui nad meie Päikesest lähedalt mööduvad või Maast mööda lendavad.
'Kui sellised imelikud objektid nagu 'Oumuamua' on toodetud tehnoloogiliste tsivilisatsioonide poolt, võivad need kujutada endast 'sõnumit pudelis',' lisas Loeb. Seda võimalust käsitleb prof Loeb väga üksikasjalikult oma peagi ilmuvas raamatus pealkirjaga' Maaväline: esimene märk intelligentsest elust väljaspool Maad '– on kavas avaldada 26. jaanuarilth, 2021 (tellisin oma koopia ette!)
Siraj ja Loebi soovitus on hea näide sellest, kuidas edusammud ühes astronoomiavaldkonnas võivad anda positiivseid tulemusi teises. Kasutades järgmise põlvkonna instrumente ja vaatluskeskusi, et kataloogida rohkem tähti, rohkem planeete ja objekte, on astronoomidel alati rohkem näiteid selle kohta, mis on meie universumis võimalik. Nende objektide uurimine ütleb meile palju ka seda reguleeriva füüsika ja mehaanika kohta.
Ja kui seda pole liiga palju loota, siis võib-olla leitakse selle käigus mõni tähtedevaheline sond või kaks. Arvestades, mida me sinna koos saatsimePioneeriplaadidjaVoyager Records, on huvitav näha, mida maavälise liigi sõnum ütleb! Minu raha on peal'Ära vasta!'
Lisalugemist: arXiv
