설명: PASIPHAE가 하늘의 미지의 영역을 엿보는 방법

별을 연구하기 위해 다가오는 하늘 조사에 사용될 중요한 장비의 개발은 인도의 천문학자가 주도하고 있습니다. PASIPHAE란 무엇이며 왜 중요한가요?

편광계는 푸네 IUCAA의 계측 시설에서 제작되고 있습니다. (사진=IUCAA 제공)

우주의 기원을 둘러싼 미스터리는 계속해서 인간의 호기심을 불러일으킨다. 별을 연구하기 위해 다가오는 하늘 조사에 사용될 중요한 장비의 개발은 인도의 천문학자가 주도하고 있습니다. 이 프로젝트는 세계 유수의 기관에서 자금을 지원했으며, 이는 복잡한 천문 기기를 만드는 데 있어 인도의 전문성이 증가하고 있음을 보여줍니다.

파시파에란?

PASIPHAE(Polar-Areas Stellar-Imaging in Polarization High-Accuracy Experiment)는 국제 협력 하늘 측량 프로젝트입니다. 과학자들은 수백만 개의 별에서 오는 빛의 편광을 연구하는 것을 목표로 합니다.

이름은 미노스 왕과 결혼한 그리스 태양신 헬리오스의 딸 파시파에에서 영감을 받았습니다.

이번 조사에서는 2개의 첨단 광학 편광계를 사용하여 북쪽과 남쪽 하늘을 동시에 관찰할 예정입니다.

그것은 너무 멀리 떨어져 있어 편광 신호가 체계적으로 연구되지 않은 매우 희미한 별의 별빛 편광을 포착하는 데 초점을 맞출 것입니다. 이 별까지의 거리는 GAIA 위성의 측정에서 얻을 수 있습니다.

이 데이터를 결합함으로써 천문학자들은 WALOP(광역 선형 광학 편광계)로 알려진 새로운 편광계 장비를 사용하여 하늘의 매우 넓은 지역의 성간 매체에 대한 최초의 자기장 단층 촬영 매핑을 수행할 것입니다.

미국 칼텍 크레타 대학, 인도 IUCAA(Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics), 남아프리카 공화국 천문대, 노르웨이 오슬로 대학의 과학자들이 이 프로젝트에 참여하고 있습니다. 천체 물리학, 그리스.

인도의 Infosys Foundation, 그리스의 Stavros Niarchos Foundation 및 미국의 National Science Foundation은 각각 100만 달러의 보조금을 제공했으며, 여기에는 남아프리카 공화국의 유럽 연구 위원회 및 국립 연구 재단의 기부금도 포함됩니다.

파시파에가 왜 중요한가요?

약 140억 년 전에 탄생한 이래, 우주는 우주를 가득 채우고 있는 CMB(Cosmic Microwave Background) 복사의 존재로 증명되듯이 끊임없이 팽창해 왔습니다.

우주는 탄생 직후에 매우 빠른 속도로 팽창하는 짧은 인플레이션 단계를 거쳤고, 그 이후 속도가 느려져 현재 속도에 도달했습니다. 그러나 지금까지는 초기 우주와 관련된 인플레이션에 대한 이론과 간접적인 증거만 있었습니다.

팽창 단계의 결정적인 결과는 CMB 복사의 아주 작은 부분이 특정 종류의 편광(과학적으로는 B 모드 신호라고 함) 형태로 각인되어야 한다는 것입니다.

이 신호를 감지하려는 이전의 모든 시도는 주로 많은 양의 편광 복사를 방출하는 우리 은하인 우리 은하의 어려움으로 인해 실패했습니다.

게다가, 그것은 클러스터 형태로 존재하는 많은 먼지 구름을 포함합니다. 별빛이 이 먼지 구름을 통과하면 산란되고 편광됩니다.

그것은 낮에 하늘의 희미한 별을 보려고 하는 것과 같습니다. 이 프로젝트에 참여하고 있는 IUCAA의 박사 과정 학생인 S Maharana는 은하 방출이 너무 밝아서 CMB 복사의 편광 신호가 손실된다고 말했습니다.

PASIPHAE 조사는 하늘의 넓은 지역에서 별빛 편광을 측정할 것입니다. 별까지의 GAIA 거리와 함께 이 데이터는 먼지 분포와 은하의 자기장 구조에 대한 3차원 모델을 만드는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 데이터는 은하의 편광된 전경 빛을 제거하는 데 도움이 될 수 있으며 천문학자들이 파악하기 어려운 B 모드 신호를 찾을 수 있도록 합니다.

WALOP이란 무엇입니까?

WALOP(Wide Area Linear Optical Polarimeter)는 두 개의 작은 광학 망원경에 장착할 때 높은 은하 위도를 따라 별에서 나오는 편광 신호를 감지하는 데 사용되는 장비입니다.

WALOP은 각각 1.3미터 높이의 스키나카스 천문대, 크레타 섬, 그리고 1미터 길이의 서덜랜드에 위치한 남아프리카 천문대의 망원경에 장착될 것입니다.

일단 제작되면 편광계에서 하늘을 볼 수 있는 가장 넓은 시야를 제공하는 독특한 장비가 될 것입니다. IUCAA 선임 과학자이자 Crete IA의 펠로우인 A N Ramaprakash는 모든 노출 동안 하늘의 ½ ° x ½ ° 영역 내에서 이미지를 캡처할 수 있다고 말했습니다.

간단히 말해서, 이미지는 파노라마 배경과 함께 별의 가장 미세한 디테일을 동시에 갖게 됩니다.

WALOP은 주어진 시간에 관측 중인 하늘 부분의 데이터가 4개의 다른 채널로 분할된다는 원칙에 따라 작동합니다. 빛이 4개의 채널을 통과하는 방식에 따라 별의 편광 값을 얻습니다. 즉, 각 별에는 4개의 해당 이미지가 있으며 함께 연결하면 별의 원하는 편광 값을 계산하는 데 도움이 됩니다.

설문 조사가 매우 낮은 편광 값(<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.

이는 일부 PASIPHAE 공동 작업자가 참여한 2012-2017년 RoboPol 실험 설문 조사의 성공 이후였습니다. 그 이후로 Ramaprakash가 이끄는 설계, 제작 및 조립이 진행 중입니다.

WALOP과 그 전신인 RoboPol은 단일 샷 측광 원리를 공유합니다. 그러나 무게가 200kg인 WALOP는 하늘에서 훨씬 더 작은 시야를 가진 RoboPol과 달리 북쪽과 남쪽 하늘에 동시에 존재하는 수백 개의 별을 관찰할 수 있습니다.

기기 개발은 현재 고급 단계에 있으며 IUCAA의 기기 시설에서 진행 중입니다.

WALOP이 1미터급 광학 망원경에 배치되는 이유

대형 광학 망원경을 사용할 때의 주요 제한 사항은 하늘의 상대적으로 작은 영역을 커버하여 PASIPHAE의 전체 목적을 무효화한다는 것입니다.

1미터급 망원경은 하늘의 더 넓은 시야와 멀리 있는 별의 가장 미세한 부분까지 모두 가능하게 합니다.

하늘 탐사가 4년 동안 계속될 것이기 때문에 대형 망원경의 상당한 양의 관측 시간을 별의 편광 연구에만 투자하는 것은 어려운 일이 될 것입니다.

따라서 더 작은 망원경이 제공하는 최대 관측 시간은 WALOP를 사용하는 PASIPHAE 하늘 측량으로 전환될 것이라고 Caltech의 방문 교수이기도 한 Ramaprakash가 덧붙였습니다.

1미터급 망원경을 압입하려는 시도는 또한 크고 초대형 망원경 시대에도 더 작은 망원경을 사용하여 획기적인 과학과 도전적인 실험을 수행할 수 있음을 보여주기 위한 것입니다.

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