Editörlerin notu - Bilim gazetecisi ve yazar Bruce Dorminey, iki NASA bilim adamıyla bir dış gezegen görevi için bir uzay aracına teleskop takılma olasılığı hakkında konuştu.
İç güneş sistemimizde, hem Güneş'in yakındaki ışıltısından hem de asteroit kuşağındaki toz zeminden puslu burçlardan kaynaklanan ışık kirliliği, erken Evren'i daha net bir şekilde ele almak isteyen uzun soluklu kozmologlara sahiptir.
Ancak NASA, JPL ve Caltech'teki bir ekip, dış güneş sisteminin misyonu olan optik bir teleskopu bir anket uzay aracına bağlama olasılığını araştırıyor.
İç Güneş Sistemimizin Kirli Mor Pusundan Kaçmak
Fikir, ekstragalaktik arka plan ışığı üzerinde daha iyi bir tutuş elde etmek için seyir aşamasında optik teleskop kullanmaktır; yani Evrendeki tüm kaynaklardan gelen optik arka plan ışığı. Teleskopun, Jüpiter'in yörüngesine olan yaklaşık 5 Astronomi Birimi'ne (AU) girmesini yararlı buluyorlar. Ekip daha sonra verilerini yer tabanlı gözlemlerle ilişkilendirmek istiyor.
Bir amaç, erken evrenin yeniden iyonlaşma çağına ışık tutmaktır. Reiyonizasyon, evrenin ilk yıldızlarından gelen ultraviyole (UV) radyasyonun, IGM'nin gaz atomlarından veya moleküllerinden elektronları sıyırma yoluyla galaksiler arası ortamı (IGM) iyonize ettiği zamanı ifade eder. Bu yeniden iyonlaşma döneminin Büyük Patlama'dan en geç 450 milyon yıl sonra gerçekleştiği düşünülmektedir.
Zodyak tozu, Ekstragalaktik Arkaplan ve Reiyonizasyon Aparatı olan ZEBRA, üç optik / yakın kızılötesi enstrümandan oluşan 40 milyon dolarlık bir teleskop gerektiren bir NASA JPL konseptidir; 3 cm geniş alanlı bir haritacı ve 15 cm yüksek çözünürlüklü bir görüntüleyiciden oluşur. Ancak NASA, görevlerinden biri için henüz ZEBRA teklifini seçmedi.
Ancak daha fazla bilgi edinmek için, ZEBRA Concept lideri ve enstrüman kozmoloğu Jamie Bock ve NASA JPL ve Caltech'ten astronom Charles Beichman ile konuştuk.
Dorminey: Burç ışığı nedir?
Beichman: Güneş sistemimiz tarafından ısıtılan ve kendiliğinden yayılan toz taneciklerinden kendi güneş sistemimizdeki parlak bir dağınık ışık kaynağıdır.
veya güneş ışığını yansıtır. Çok açık karanlık bir aysız ışığa çıkarsanız, bu ışığın bandını bu tozdan görebilirsiniz. Ekliptik düzlemini takip eder. Bu toz çoğunlukla asteroit kuşağındaki büyük bir çarpışmadan sonra küçük parçacıklara karışan malzemeden kaynaklanır.
Dorminey: Bu burçlar tozunu geçmek gözlemler için ne anlama geliyor?
Beichman: Los Angeles havzasında oturduğunuzu düşünün ve tüm bu duman ve puslara sahipsiniz ve Palm Springs'te havanın ne kadar açık olduğunu ölçmek istiyorsunuz. Burada ve oradaki tüm bulanıklığı çıkarabiliyor olmalısınız ve bunu herhangi bir doğrulukla yapmanın sadece bir yolu yok. Dumandan kurtulmak için havzadan çıkmanız gerekiyor.
Dorminey: Bu ekstragalaktik altyapıyı incelemede bu nasıl yardımcı olur?
Bock: Ekstragalaktik Arkaplan Işığı (EBL) galaksimizin dışından gelen ışığın toplam enerji yoğunluğunu ölçer. Bu ışık, kozmik zaman tarihi boyunca yıldızlar ve galaksiler ve diğer kaynaklar tarafından üretilen enerjinin toplamını verir. Toplam arka plan, galaksilerin oluşum tarihini doğru bir şekilde anladığımızı kontrol etmek için kullanılabilir. İlk yıldızlardan gelen arka plan ışığının bir bileşeninin, yakın kızılötesinde zirve yapan farklı bir spektruma sahip olmasını bekliyoruz; bu bize ilk yıldızların oluştuğu dönemin ne kadar parlak ve ne kadar uzun olduğunu söyleyebilir. Ne yazık ki, burç ışığı bu arka plandan çok daha parlaktır. Ancak Jüpiter'in yörüngesine giderek, burç ışığı Dünya'dan 30 kat daha sönük ve Satürn yörüngesinde 100 kat daha sönüktür.
Dorminey: Bir NASA görevinde otostop yapmak zorunda kalır mıydınız yoksa örneğin ESA gibi başka bir uzay ajansıyla ortaklık olabilir mi?
Bock: Bir NASA gezegen misyonu ile ortaklık yaparak en ucuz artımlı maliyet yaklaşımını araştırıyoruz. Ancak başka bir uzay ajansıyla ortaklık kurabiliriz. Avrupa Jüpiter Buzlu Ay Gezgini (eski adıyla JGO), şimdi 2020'lerin başlarında bir sonraki L sınıfı görev lansmanı için yarışıyor ve katkıda bulunan bir seyir aşaması bilim aracı için cazip bir olasılık. Her yaklaşım farklı bir maliyet ve ortaklık ortamıyla gelir.
Dorminey: EBL teleskopunun burç tozunun ötesine geçmesi için ana itici güç mü yoksa 5 AU da büyüklük zayıflığı elde etmek için gözlemsel bir avantaj sunuyor mu?
Bock: [Daha karanlık güneş sistemi] arka planı nedeniyle gözlem avantajı vardır. Böyle küçük bir teleskopla, bu faydadan yararlanmaya çalışmıyoruz, ancak gelecekteki gözlemevleri bunu yapabilir. Zodyak parlaklığını Jüpiter ve ötesine ölçeceğiz ve bu gelecekte dış güneş sistemindeki teleskoplarla astronomik gözlemleri motive edebilir.
Dorminey: Ne tür veri indirme bağlantısı zorluklarıyla karşılaşırsınız?
Bock: Veri gereksinimleri belki de ilk beklenenden daha küçüktür, çünkü görüntülerimiz ılımlı uzamsal çözünürlükte uzun [gözlemsel] entegrasyonlarla elde edilir. Ayrıntılı olarak incelediğimiz gezegen önerisi için toplam veri hacmi 230 gigabayttı, bu verilerin yaklaşık yüzde 65'i Jüpiter'den Satürn'e geri döndü. Teleskop sivri uçları özerk çalışır.
Dorminey: Jüpiter'in teleskoptaki optik ve CCD kameralara müdahale eden radyasyonuna ne dersiniz?
Beichman: Yapacağınız şey Jüpiter'e yakınken EBL gözlemlerini yapmayı bırakmak. Radyasyon problemleri önemlidir, bu yüzden sadece Jüpiter'i geçmeden önce ve sonra gözlemler yaparsınız.
Dorminey: NASA'nın planladığı James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) yapmaması gereken enstrümanlarınız ne yapardı?
Bock: JWST muhtemelen en parlak ilk gökadaları tespit edecek ve tam olarak gökadaların nasıl oluştuğuna bağlı olarak, birçok zayıf gökadanın katkısı nedeniyle toplam radyasyonun çoğunu kaçıracaktır. Ekstragalaktik arka planın ölçülmesi, tüm galaksilerden gelen toplam radyasyonu verir ve toplam enerjiyi sağlar. Dahası, büyük bir teleskopa ihtiyacımız yok; 15 cm yeterlidir.
Dorminey: Teleskopla gezegen bilimi ne olacak?
Bock: Cihazımız düşük yüzey parlaklığı ölçümleri konusunda uzmanlaşmıştır. Burç toz bulutunu içten dış güneş sistemine eşleştirmek için özel tasarım seçimleri yaptık. 3 Boyutlu bir görünüm, yıldızlararası tozun kuyruklu yıldızlara ve asteroit çarpışmalarının kökenlerini izlememize izin verecektir. Neptün yörüngesinin ötesinde Kuiper kuşağı nesneleri olduğunu biliyoruz ve muhtemelen onlarla ilişkili toz da var.
Dorminey: Bu teleskop ne kadar süre çalışır?
Bock: Başbakan gözlemleri tamamlandıktan sonra, orijinal ekibin veya dışarıdaki bir partinin teleskop kullanmayı önermesi kesinlikle mümkün olacaktır. Heyecan verici bir bilim vakası, paralaks mikro-lens gözlemleridir; mikro-mercek olayı meydana getiren yıldızların etrafında dönen dış gezegenlerin etkisini incelemek için Dünya ve Satürn arasındaki paralaksı kullanan gözlemler. Diğer bilim fırsatları arasında, yakın kızılötesindeki Kuiper Kuşağı haritaları; Kuiper Kemeri Nesneleri tarafından yıldız tıkanıklıkları; ve diğer anketlerle karşılaştırmak için daha fazla EBL alanının haritalandırılması.
Dorminey: Teleskopun ilk gözlemleri potansiyel olarak teorik kozmolojiyi nasıl sarsabilir?
Beichman: Her zamankinden yüz kat daha iyi bir faktör olan bir ölçüm yaptığınızda, her zaman bir sürpriz elde edersiniz.
