Mileura Widefield Array - Demonstrator Frekuensi Rendah dianugerahi $ 4,9 juta dalam pendanaan dari National Science Foundation minggu ini. Observatorium akan melihat kembali ke Alam Semesta yang paling awal, ketika hanya ada materi gelap dan hidrogen purba. Seharusnya bisa melihat tambalan pertama dengan kepadatan lebih tinggi, karena gas ini disatukan untuk membentuk bintang dan galaksi pertama.
Sebuah teleskop baru yang akan membantu pemahaman tentang alam semesta awal bergerak lebih dekat ke konstruksi skala penuh berkat penghargaan $ 4,9 juta dari National Science Foundation kepada konsorsium AS yang dipimpin oleh MIT.
Mileura Widefield Array - Low Frequency Demonstrator (LFD), yang sedang dibangun di Australia oleh Amerika Serikat dan Mitra Australia, juga akan memungkinkan para ilmuwan untuk memprediksi dengan lebih baik semburan matahari dari gas yang dipanaskan yang dapat bermain malapetaka dengan satelit, tautan komunikasi, dan jaringan listrik. . Untuk mendukung pengamatan matahari, Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara juga baru-baru ini memberikan penghargaan $ 0,3 juta kepada MIT untuk peralatan array.
“Desain teleskop baru sangat terfokus pada eksperimen perbatasan dalam astrofisika dan ilmu heliosfer. Kami berencana untuk memanfaatkan daya komputasi yang sangat besar dari perangkat elektronik digital modern, mengubah ribuan antena kecil, sederhana, murah menjadi salah satu instrumen astronomi yang paling kuat dan unik di dunia, ”kata Colin J. Lonsdale, pemimpin proyek di Haystack MIT. Observatorium.
Kolaborator LFD di Amerika Serikat adalah Haystack Observatory, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research dan Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Mitra Australia termasuk CSIRO Australia Telescope National Facility dan konsorsium universitas Australia yang dipimpin oleh University of Melbourne, yang meliputi Australian National University, Curtin University of Technology dan lainnya.
Galaksi pertama, bintang pertama
Tak lama setelah Big Bang, alam semesta adalah lautan materi gelap dan gas yang hampir tidak berbentuk. Bagaimana struktur seperti galaksi kita terbentuk dari keseragaman hambar ini? Seiring waktu, gravitasi perlahan-lahan menarik kondensasi materi bersama-sama, menciptakan tambalan dengan kepadatan lebih tinggi dan lebih rendah. Pada titik tertentu, gas yang cukup terkonsentrasi ke dalam ruang yang cukup kecil yang memicu proses astrofisika, dan bintang-bintang pertama lahir.
Pada prinsipnya, kita dapat melihat bagaimana dan kapan hal ini terjadi dengan melihat ke penjangkauan terjauh dari alam semesta, karena ketika kita melihat jarak yang lebih jauh, kita juga melihat ke masa lalu. Menemukan bintang-bintang pertama ini, dan galaksi-galaksi purba di mana mereka dinyalakan, adalah misi utama LFD.
Bagaimana teleskop mencapai ini?
Ternyata hidrogen, yang membentuk sebagian besar materi biasa di alam semesta awal, secara efisien memancarkan dan menyerap gelombang radio. Ini adalah gelombang radio ini, membentang oleh perluasan alam semesta, yang dapat dideteksi, diukur dan dianalisis oleh teleskop baru. Dengan melihat fluktuasi kecerahan melintasi petak luas langit pada panjang gelombang ini, kita dapat menemukan keadaan gas hidrogen ketika alam semesta adalah sebagian kecil dari usia saat ini.
"Radio teleskop astronomi yang beroperasi pada frekuensi rendah memberikan kesempatan untuk menyaksikan pembentukan bintang pertama, galaksi dan gugusan galaksi, dan untuk menguji teori kami tentang asal-usul struktur," kata Jacqueline Hewitt, direktur MIT Kavli Institute dan sebuah profesor fisika. Dia menambahkan bahwa "pengamatan langsung dari zaman awal pembentukan struktur ini bisa dibilang salah satu pengukuran paling penting dalam kosmologi astrofisika yang masih harus dilakukan."
Profesor Rachel Webster dari University of Melbourne mengatakan, “Kami juga berharap untuk melihat lubang bola yang diciptakan oleh quasar awal [inti aktif galaksi] dalam kelancaran distribusi hidrogen purba. Ini akan muncul sebagai bintik-bintik gelap kecil di mana radiasi quasar telah memecah hidrogen menjadi proton dan elektron. "
Memahami 'cuaca luar angkasa'
Terkadang, matahari menjadi kasar. Semburan besar gas super panas, atau plasma, dikeluarkan ke ruang antarplanet dan meluncur keluar menuju jalur tabrakan dengan Bumi. Ini disebut "ejeksi massa koronal" dan suar yang terkait dengannya, bertanggung jawab atas pertunjukan cahaya kutub yang dikenal sebagai aurora. Mereka juga dapat, bagaimanapun, bermain malapetaka dengan satelit, hubungan komunikasi dan jaringan listrik, dan dapat membahayakan astronot.
Dampak dari ejeksi plasma ini dapat diprediksi, tetapi tidak terlalu baik. Terkadang, materi yang terlontar dibelokkan oleh medan magnet Bumi dan Bumi terlindung. Di lain waktu, perisai gagal dan kerusakan luas dapat terjadi. Perbedaannya adalah karena sifat magnetik plasma.
Untuk meningkatkan prediksi dan memberikan peringatan dini yang dapat diandalkan tentang cuaca luar angkasa, para ilmuwan harus mengukur medan magnet yang menyerap material. Hingga saat ini, belum ada cara untuk melakukan pengukuran sampai bahannya mendekati Bumi.
LFD berjanji untuk mengubahnya. Teleskop akan melihat ribuan sumber radio yang cerah. Plasma yang dikeluarkan dari matahari mengubah gelombang radio sumber-sumber itu ketika melewatinya, tetapi dengan cara yang tergantung pada kekuatan dan arah medan magnet. Dengan menganalisis perubahan-perubahan itu, para ilmuwan akhirnya akan dapat menyimpulkan sifat medan magnet yang sangat penting dari ejeksi massa koronal.
"Ini adalah pengukuran paling penting yang harus dilakukan untuk mendukung Program Cuaca Antariksa Nasional kami, karena itu akan memberikan pemberitahuan sebelumnya tentang efek cuaca luar angkasa di Bumi jauh sebelum dampak ledakan plasma," kata Joseph Salah, direktur Observatorium Haystack.
Teleskop
LFD akan terdiri dari 500 antena "ubin" yang tersebar di area 1,5 kilometer, atau hampir satu mil, dengan diameter. Setiap ubin berukuran sekitar 20 kaki persegi dan terdiri dari 16 antena dipol sederhana dan murah, dipasang di tanah dan menatap lurus ke atas.
Teleskop konvensional besar ditandai oleh piringan cekung besar yang ujung dan miringnya fokus pada area tertentu di langit. Berkat elektronik digital modern, ubin LFD juga dapat "diarahkan" ke segala arah - tetapi tidak ada bagian yang bergerak yang diperlukan. Sebaliknya, sinyal, atau data, dari masing-masing antena kecil disatukan dan dianalisis oleh komputer yang kuat. Dengan menggabungkan sinyal dengan cara yang berbeda, komputer dapat secara efektif "mengarahkan" teleskop ke arah yang berbeda.
"Pemrosesan sinyal digital modern, yang dimungkinkan oleh kemajuan teknologi, mengubah astronomi radio," kata Lincoln J. Greenhill dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian.
Konsep ini telah diuji di Taman Astronomi Radio yang diusulkan di Mileura di Australia Barat dengan tiga ubin prototipe "disatukan dengan tangan dengan tangan" oleh mahasiswa pascasarjana dan peneliti dan peneliti Australia, kata Hewitt. “Ubinnya tampil sangat bagus. Kami cukup senang dengan mereka. ”
Kenapa Mileura? Teleskop LFD akan beroperasi pada panjang gelombang radio yang sama di mana radio FM dan siaran TV biasanya ditemukan. Jadi jika diletakkan di dekat kota metropolis yang sibuk, sinyal dari yang terakhir akan membanjiri radio yang berbisik dari alam semesta yang dalam. Situs yang direncanakan di Mileura, bagaimanapun, sangat "radio quiet" dan juga sangat mudah diakses.
Sumber Asli: Rilis Berita MIT
