Diterangkan: Bagaimana PASIPHAE akan mengintip ke kawasan langit yang tidak diketahui

Pembangunan instrumen penting, yang akan digunakan dalam tinjauan langit akan datang untuk mengkaji bintang, sedang diketuai oleh ahli astronomi India. Apakah PASIPHAE, dan mengapa ia penting?

Polarimeter sedang dibina di kemudahan instrumentasi di IUCAA, Pune. (Foto melalui IUCAA)

Misteri yang menyelubungi asal usul alam semesta terus menarik rasa ingin tahu manusia. Pembangunan instrumen penting, yang akan digunakan dalam tinjauan langit akan datang untuk mengkaji bintang, sedang diketuai oleh ahli astronomi India. Projek ini telah dibiayai oleh institusi terkemuka dunia, menandakan kepakaran India yang semakin meningkat dalam membina instrumen astronomi yang kompleks.

Apa itu PASIPHAE?

Pengimejan Stellar Kawasan Kutub dalam Eksperimen Ketepatan Tinggi Polarisasi (PASIPHAE) ialah projek ukur langit kerjasama antarabangsa. Para saintis bertujuan untuk mengkaji polarisasi dalam cahaya yang datang dari berjuta-juta bintang.

Nama itu diilhamkan daripada Pasiphae, anak perempuan Dewa Matahari Yunani Helios, yang berkahwin dengan Raja Minos.

Tinjauan itu akan menggunakan dua polarimeter optik berteknologi tinggi untuk memerhati langit utara dan selatan, secara serentak.

Ia akan menumpukan pada menangkap polarisasi cahaya bintang bintang yang sangat samar yang sangat jauh sehingga isyarat polarisasi dari sana belum dikaji secara sistematik. Jarak ke bintang ini akan diperoleh daripada pengukuran satelit GAIA.

Dengan menggabungkan data ini, ahli astronomi akan melakukan pemetaan tomografi medan magnet sulung bagi medium antara bintang di kawasan langit yang sangat besar menggunakan instrumen polarimeter baru yang dikenali sebagai WALOP (Wide Area Linear Optical Polarimeter).

Para saintis dari Universiti Crete, Greece, Caltech, Amerika Syarikat, Pusat Astronomi dan Astrofizik Antara Universiti (IUCAA), India, Balai Cerap Astronomi Afrika Selatan dan Universiti Oslo, Norway, terlibat dalam projek ini, yang diketuai oleh Institut Astrofizik, Greece.

Yayasan Infosys, India, Yayasan Stavros Niarchos, Greece dan Yayasan Sains Kebangsaan Amerika Syarikat masing-masing telah memberikan geran sebanyak juta, digabungkan dengan sumbangan daripada Majlis Penyelidikan Eropah dan Yayasan Penyelidikan Kebangsaan di Afrika Selatan.

Kenapa PASIPHAE penting?

Sejak kelahirannya kira-kira 14 bilion tahun lalu, alam semesta sentiasa berkembang, terbukti dengan kehadiran sinaran Cosmic Microwave Background (CMB) yang memenuhi alam semesta.

Sejurus selepas kelahirannya, alam semesta melalui fasa inflasi yang singkat di mana ia berkembang pada kadar yang sangat tinggi, sebelum ia perlahan dan mencapai kadar semasa. Walau bagaimanapun, setakat ini, hanya terdapat teori dan bukti tidak langsung mengenai inflasi yang dikaitkan dengan alam semesta awal.

Akibat muktamad fasa inflasi ialah sebahagian kecil daripada sinaran CMB harus mempunyai kesannya dalam bentuk jenis polarisasi tertentu (dikenali secara saintifik sebagai isyarat mod B).

Semua percubaan sebelumnya untuk mengesan isyarat ini menemui kegagalan terutamanya disebabkan oleh kesukaran yang ditimbulkan oleh galaksi kita, Bima Sakti, yang memancarkan sinaran terpolarisasi yang banyak.

Selain itu, ia mengandungi banyak awan debu yang terdapat dalam bentuk gugusan. Apabila cahaya bintang melalui awan debu ini, ia akan bertaburan dan terkutub.

Ia seperti cuba melihat bintang samar di langit pada waktu siang. Pelepasan galaksi sangat terang sehingga isyarat polarisasi sinaran CMB hilang, kata S Maharana, pelajar PhD di IUCAA yang terlibat dalam projek ini.

Tinjauan PASIPHAE akan mengukur polarisasi cahaya bintang di kawasan besar langit. Data ini bersama-sama jarak GAIA ke bintang akan membantu mencipta model 3 Dimensi taburan habuk dan struktur medan magnet galaksi. Data sedemikian boleh membantu mengalih keluar cahaya latar depan terpolarisasi galaksi dan membolehkan ahli astronomi mencari isyarat mod B yang sukar difahami.

Apa itu WALOP?

Polarimeter Optik Linear Luas (WALOP) ialah instrumen, apabila dipasang pada dua teleskop optik kecil, yang akan digunakan untuk mengesan isyarat cahaya terpolarisasi yang muncul dari bintang di sepanjang latitud galaksi tinggi.

WALOP setiap satu akan dipasang di Balai Cerap Skinakas 1.3 meter, Crete, dan pada teleskop 1 meter Balai Cerap Astronomi Afrika Selatan yang terletak di Sutherland.

Setelah dibina, ia akan menjadi instrumen unik yang menawarkan bidang pandangan langit yang paling luas dalam polarimetri. Ia akan mampu menangkap imej dalam lingkungan ½ ° hingga ½ ° kawasan langit semasa setiap pendedahan, kata A N Ramaprakash, saintis kanan IUCAA dan felo di IA, Crete.

Secara ringkasnya, imej pada masa yang sama akan mempunyai butiran terbaik bintang berserta latar belakang panoramanya.

WALOP akan beroperasi atas prinsip bahawa pada bila-bila masa tertentu, data dari bahagian langit dalam pemerhatian akan dibahagikan kepada empat saluran yang berbeza. Bergantung pada cara cahaya melalui empat saluran, nilai polarisasi dari bintang diperoleh. Iaitu, setiap bintang akan mempunyai empat imej yang sepadan yang apabila dicantumkan bersama akan membantu mengira nilai polarisasi yang dikehendaki bagi sebuah bintang.

Oleh kerana tinjauan akan memfokuskan pada kawasan langit yang mempunyai nilai polarisasi yang sangat rendah (<0.5 per cent) are expected to emerge, a polarimeter with high sensitivity and accuracy clubbed with a large field of view was needed, so WALOP was planned sometime in 2013.

Ini adalah selepas kejayaan tinjauan percubaan RoboPol sepanjang 2012-2017, di mana beberapa kolaborator PASIPHAE terlibat. Sejak itu, reka bentuk, fabrikasi dan pemasangan, yang diketuai oleh Ramaprakash, sedang dijalankan.

WALOP dan RoboPol pendahulunya berkongsi prinsip fotometri tembakan tunggal. Tetapi WALOP seberat 200 kg akan mampu memerhati ratusan bintang yang hadir serentak di langit utara dan selatan berbanding RoboPol, yang mempunyai medan pandangan yang jauh lebih kecil di langit.

Pembangunan instrumen berada di peringkat lanjutan pada masa ini dan berkembang di kemudahan instrumentasi di IUCAA.

Mengapa WALOP akan digunakan pada teleskop optik kelas 1 meter

Had utama semasa menggunakan teleskop optik besar ialah ia meliputi kawasan langit yang agak kecil, mengalahkan tujuan keseluruhan PASIPHAE.

Manakala teleskop kelas 1 meter membolehkan kedua-dua medan pandangan yang lebih besar di langit digabungkan dengan butiran terkecil bintang yang jauh.

Memandangkan tinjauan langit akan diteruskan selama empat tahun, adalah satu cabaran untuk menumpukan sejumlah besar masa pemerhatian mana-mana teleskop besar semata-mata untuk mengkaji polarisasi bintang.

Jadi, masa pemerhatian maksimum yang ditawarkan oleh teleskop yang lebih kecil akan dialihkan untuk tinjauan langit PASIPHAE menggunakan WALOP, tambah Ramaprakash, juga fakulti pelawat di Caltech.

Percubaan untuk menekan-dalam teleskop kelas 1 meter juga adalah untuk menunjukkan bahawa sains terobosan dan eksperimen yang mencabar boleh dilakukan menggunakan teleskop yang lebih kecil, walaupun dalam era teleskop yang besar dan sangat besar.

Kongsi Dengan Rakan Anda: