أعلن مصنع سوبرنوفا القريب ، وهو تعاون دولي من علماء الفلك والفيزيائيين الفلكيين ، أن SNIFS ، مطياف حقل سوبرنوفا المتكامل ، حقق "الضوء الأول" خلال الساعات الأولى من صباح يوم الثلاثاء 8 يونيو ، عندما حصل الجهاز الجديد على أول هدف فلكي له ، عين المستعر الأعظم من النوع Ia SN 2004ca. المستعرات من النوع Ia هي النوع الذي يستخدمه علماء الفلك لقياس توسع الكون.
تحليل البيانات الأولية ، بالإضافة إلى ملاحظة منفصلة للسوبرنوفا SN 2004cr المكتشفة حديثًا يوم الأحد 20 يونيو ، تؤكد أن SNIFS؟ بينما لا تزال في مرحلة التكليف؟ يحقق أهداف التصميم كأداة جديدة رائعة لرصد المستعرات الأعظمية.
SNIFS ، الذي تم تركيبه مؤخرًا على تلسكوب جامعة هاواي الذي يبلغ طوله 2.2 متر فوق قمة ماونا كيا في جزيرة هاواي ، هو أداة مبتكرة مصممة لتعقب الخصوصيات والمسافات الدقيقة للنوع المستعر الأعظم من النوع الأول من خلال الحصول في وقت واحد على أكثر من 200 أطياف من كل هدف ، مجرة المنزل ، وسماء الليل القريبة.
تعد SNIFS عنصرًا حاسمًا في مصنع Supernova الدولي القريب (SNfactory) ، الذي بدأ في مختبر لورانس بيركلي الوطني التابع لوزارة الطاقة. هدف SNfactory هو العثور على أكثر من 300 مستعر أعظم من النوع Ia ودراستها من أجل تقليل عدم اليقين بشأن هذه "الشموع القياسية" الفلكية ، التي أدى قياسها إلى اكتشاف أن معدل توسع الكون في ازدياد.
يقول الفلكي جريج ألديرينج من قسم الفيزياء في Berkeley Lab ، الذي يقود تعاون SNfactory: "إن المعرفة الأفضل بهذه الأشياء الساطعة بشكل غير عادي والمنتظمة بشكل ملحوظ ستجعلها أدوات أفضل لقياس الكون". "المستعرات الأعظمية من النوع Ia هي المفتاح لفهم الطاقة المظلمة الغامضة التي تتسبب في تمدد الكون بشكل أسرع."
تم بناء جسم أداة SNIFS من قبل المتعاونين الفرنسيين في SNfactory ، وأعضاء Labouratoire de Physique Nucl؟ aire et de Haute Energies (LPNHE) في باريس ، ومركز البحوث الفلكية في ليون (CRAL) ، ومعهد Nucl ؟ aire de Lyon (INPL) ، بدعم من المعهد الوطني للفيزياء Nucl؟ aire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) والمعهد الوطني لعلوم البحار (CNRS / INSU). طور مختبر بيركلي ، بمساعدة من جامعة ييل ، الكاميرات المستخدمة للكشف عن الضوء من SNIFS ، بينما طورت جامعة شيكاغو أدوات لمراقبة أداء SNIFS.
تنتج أداة SNIFS طيفًا في كل موضع داخل منطقة سداسية من ستة ثوانٍ حول قوس المستعر الأعظم المستهدف ، بما في ذلك مجرة المنزل والسماء المحيطة بها ، باستخدام "وحدة ميدانية متكاملة" تتكون من مجموعة من العدسات الفردية. يتم استخراج الضوء من مجال رؤية التلسكوب بواسطة منشور صغير وموجه إما إلى كاميرات CCD الفلكية الفلكية الحساسة الزرقاء أو الحساسة الحمراء. تجمع هذه الكاميرات معًا كل الضوء البصري من كل مستعر أعظم.
تسمح كاميرا قياس الضوء المنفصلة ، التي تعمل بالتوازي مع جهاز التحليل الطيفي في ظروف مراقبة متطابقة ، بتصحيح الأطياف للمتغيرات مثل الغطاء السحابي الرقيق. تحافظ الكاميرا الإرشادية على محاذاة الطيف بدقة على الهدف من خلال قياس موضع نجمة التوجيه داخل مجال رؤية التلسكوب الأوسع مرة كل ثانية ، وتعديل الهدف إذا لزم الأمر.
طار إلى هيلو في مارس وتم تجميعه في ترتيب العمل على مستوى سطح البحر ، تم تفكيك SNIFS ، ونقله إلى قمة ماونا كيا التي يبلغ ارتفاعها 4245 مترًا (حوالي 14000 قدم) ، وأعيد تجميعها على تلسكوب جامعة هاواي 2.2 متر في 6 أبريل .
يقول ألدرينج: "على مستوى سطح البحر ، تأكدنا من أن كل شيء على ما يرام ، كما تدرب على التجمع". "عندما تصل إلى 14000 قدم ، تصبح الأمور صعبة. الجميع يحمل "قائمة غبية" حتى لا يبدأوا بفعل شيء ثم ينسون ما هو ".
قبل شهرين من الهندسة لمحاذاة الأداة ومعايرتها على التلسكوب ، سبقت ملاحظة SNIFS لأول مستعر أعظمي جديد من النوع Ia ، SN 2004ca ، في 8 يونيو ، في كوكبة Cygnus ، البجعة. تبع ذلك ملاحظة SN 2004cr في كوكبة Cepheus ، الملك ، في 20 يونيو. ستبدأ الملاحظات الروتينية قريباً من المستعرات الأعظمية المكتشفة في SNFactory.
يقول ألديرينغ: "الآن بعد أن تعمل SNIFS بشكل منتظم ، تغيرت حياتنا اليومية بشكل كبير". بعد سنوات من التخطيط والاجتماعات البعيدة ، بما في ذلك المؤتمرات الشهرية عبر الفيديو ، "تصاعد مستوى النشاط؟ كل يوم علينا أن نتفاعل على الفور مع تدفق بيانات المستعر الأعظم الجديدة ".
جدول زمني كامل في المستقبل
تحتوي إستراتيجية SNfactory على "خطين" ، أولهما بحث عن مستعر أعظم باستخدام مسوحات السماء الآلية الواسعة النطاق. يتم توفير البيانات بواسطة كاميرا QUEST-II 160-megapixel ، التي تم بناؤها من قبل جامعة Yale وجامعة Indiana وتشغيلها في مرصد Palomar من قبل مجموعة QUEST-II ، بالإضافة إلى فريق تتبع الكويكبات القريبة من مختبر الدفع النفاث ومعهد كاليفورنيا تقنية. يتم إرسال البيانات بواسطة شبكة البحث والتعليم عالية الأداء إلى المركز الوطني لبحوث الطاقة العلمية (NERSC) في مختبر بيركلي لتحديد مرشحات السوبرنوفا المحتملة.
المرشح المثالي هو مستعر أعظم انفجر مؤخرًا من النوع Ia وهو قريب بما يكفي لقياس دقيق للطيف ومنحنى الضوء (سطوعه المتصاعد والهابط) ولكنه بعيد بما يكفي ليكون "في تدفق هابل السلس"؟ وهذا يعني أن انزياحها الأحمر يرجع في الغالب إلى توسع الكون وحده ، ولا يتأثر بحركة مجرة منزلها عبر الفضاء.
تعمل مرحلة البحث في SNfactory منذ أكثر من عام ، على الرغم من أنها ليست بكامل طاقتها. يقول ألديرينغ: "سيبدأ البحث الآن بكامل قوته". "سنحصل على عدد قليل من المرشحين كل ليلة من السنة؟ أكثر من معدل الاكتشاف العالمي الحالي بالكامل. "
تم تركيب SNIFS على تلسكوب جامعة هاواي الذي يبلغ طوله 2.2 متر على قمة مونا كيا في جزيرة هاواي.
يمرر خط أنابيب SNfactory الثاني مرشحي البحث إلى SNIFS ، حيث يتم تحديد نوع الانزياح الأحمر لكل مستعر أعظمي وتحويله إلى أن يتم اختيار الأكثر جدولةً وجدولة لإجراء دراسة أكثر تفصيلاً. يستخدم SNfactory تلسكوب جامعة هاواي ثلاث مرات في الأسبوع لمدة نصف ليلة؟ النصف يبدأ عند منتصف الليل ، مجاملة للمراقبين المحليين؟ مع SNIFS المتاحة لمشاريع أخرى في أوقات أخرى.
في نهاية المطاف ، ستعمل SNIFS بالكامل تلقائيًا. تم إجراء التحكم عن بعد في التلسكوب والمطياف لأول مرة من هيلو ، هاواي ويتم الآن من مختبر بيركلي وفرنسا.
يمكن لـ SNIFS تحديد الخصائص الفيزيائية المحددة للنوع الأول Ia ، بما في ذلك ، على سبيل المثال ، ما إذا كان نشطًا بشكل غير عادي أو مقدار الضوء الذي قد يكون خافتًا بسبب الغبار في مجرة المنزل. هذه التفاصيل الطيفية والضوئية التي لا مثيل لها تجعل من الممكن الاستفادة من خاصية فريدة من نوعها من المستعرات الأعظمية من النوع Ia: "يمكن معايرتها بشكل فردي ، وليس ببساطة إحصائيًا" ، يقول ألديرينج. "سنتمكن من قياس اللمعان بثقة. بمعرفة اللمعان ، يمكننا أن نخبرك بالمسافة بدقة ".
من خلال جمع أعداد كبيرة من المستعرات الأعظمية من النوع Ia في تدفق هابل ، سيتمكن علماء SNfactory من تحديد الطرف ذي الانزياح الأحمر المنخفض للرسم البياني اللمعان - الانزياح الأحمر الذي تستند إليه مقاييس معدل تمدد الكون. هذا ، بالإضافة إلى الفهم التفصيلي للعوامل الفيزيائية التي تسبب اختلافات صغيرة في النوع الأول من الأطياف والمنحنيات الضوئية ، سيحسن دقة قياسات الانزياح العالي الحمراء الحاسمة للاختيار من بين العديد من النماذج النظرية المتنافسة للطاقة المظلمة.
يشمل أعضاء فريق مصنع Supernova القريب جريج ألديرينج وبيتر نوجنت وساول بيرلموتر وليفان وانج وبريان سي لي ورولين توماس وريتشارد سكالزو ومايكل وود-فاسي وستيوارت لوكين وجيمس سيغريست من مختبر بيركلي. جان بيير ليمونير ، أرليت بيكونتال ، إيمانويل بيكونتال ، كريستوف بونود ، ليونيل كابواني ، دومينيك دوبيت ، فرانسوا هيونو ، بلاندين لانتز من CRAL ؛ جيرارد سمادجا ، إيمانويل جانغلر ، يانيك كوبين ، سيباستيان بونجارد وألين كاستيرا من INPL ؛ رينال بين ، بيير أنتيلوغوس ، بيير أستير ، إتيان بارليت ، غابرييل جارافيني ، سيباستيان جيل ، لوز أنجيلا جيفارا ، ديدييه إمبولت ، كلير جورامي ، ودانيال فينسنت من LPNHE ؛ وريك كيسلر وبن ديلداي من جامعة شيكاغو. في الآونة الأخيرة ، انضمت مجموعة الفيزياء الفلكية في جامعة ييل ، بقيادة تشارلز بالتاي ، إلى مصنع سوبرنوفا القريب.
مختبر بيركلي هو مختبر وطني تابع لوزارة الطاقة الأمريكية يقع في بيركلي ، كاليفورنيا. وهي تجري بحثًا علميًا غير مصنف وتديره جامعة كاليفورنيا. قم بزيارة موقعنا على http://www.lbl.gov.
المصدر الأصلي: نشرة بيركلي لاب الإخبارية
