Изведба на уметник од предложената WFIRST-AFTA мисија, која ќе ја проучува темната енергија, екстрасоларните планети и објекти во блиски инфрацрвени зраци

Темната енергија зафаќа скоро 3/4 од целата вселена, водејќи ја неговата забрзана експанзија, но супстанцата е сеуште мистерија за научниците кои ја проучуваат.

Во престојните години, НАСА планира да ја истажи оваа моќна сила преку новата WFIRST-AFTA мисија и преку силната улога во Еуклид мисијата на Европската вселенска агенција.

„НАСА има планови за силно портфолио на темната енергија во текот на следната деценија,” вели Џејсон Роудс од Лабораторијата за млазни погони на НАСА, за време на прес конференцијата на априлскиот состанок на Американското општество за физика во Савана, Џорџија (Фотографии од темна енергија)

„Статив на науката“

Мисијата WFIRST-AFTA на НАСА ќе употреби пет сонди за да изведе три комплементарни истражувања во нејзината потрага за разјаснување на природата на темната енергија.

„WFIRST-AFTA е истражувачка мисија која треба да даде најпрецизни мерења за влијателноста на темната енергија и темната материја врз вселената,” вели Нилс Герелс, проектен научник од Годард центарот за вселенски летови на НАСА, кој работи на WFIRST мисијата.

Се претпоставува дека 1а тип на супернови се формираат од експлозија на џуџеста бела ѕвезда. Бидејќи сите овие моќни детонации имаат слична светлина која може да биде забележана во далечни галаксии, се сметаат за „стандардни свеќи” на космологијата. Гледајќи колку придушено изгледа една супернова, дава доволни индикации за нејзината далечина. WFIRST-AFTA ќе истражи приближно 3000 1а типови на супернови за да одреди колку брзо се оддалечуваат од Млечниот Пат како последица од експанзијата на вселената. Научниците веруваат дека темната енергија управува со ова проширување.

„Можеме да откриеме како вселената забрзано се проширува во текновната епоха отколку порано во историјата на вселената и да го употребиме тоа за да ограничиме модели на темна енергија,” вели Герлс.

Слика 2: Гледна точка на еден уметник за три различни потенцијални методи на формирање на тип 1а супернова, “стандардните свеќи” ја мерат експанзијата на вселената. Првите два панела покажуваат бело џуџе во бинарен систем како акумулира материја од неговиот поголем придружник. Панелот од десно покажува судир на две бели џуџиња како можно сценарио.

Телескопите исто така ќе изведат и истажување и обработка на слика на голема географска ширина за да ги одреди ефектите на структурата од темната материја врз светлината од далечните галаксии. Ајнштајн предвидел, а научниците последователно потврдиле дека масовните структури ја искривуваат светлината која доаѓа од телата позади нив, што служи како гравитациона леќа. Астрономите употребуваат такви природни телескопи формирани со карактеристики како масивните галаксии за да проучуваат објекти низ вселената.

Темната материја функционира на ист начин, искривувајќи ја светлината која доаѓа од галаксиите кои се сместени позади неа. Со пребарување на мали искривувања на галактички форми, WFIRST-AFTA ќе им овозможи на научниците да ја одредат дистрибуцијата на темна материја по должината на линиите на повидок.

Третото истражување на темна енергија испланирано за WFIRST-AFTA ќе проучува барионски акустични осцилации, или BAO. Бранувањата на звучните бранови останати од раната вселена преминаа во поголеми структури низ вселената со текот на времето. Прецизно мерејќи ги позицијата и растојанието на стотици милиони галаксии ќе ги мапираат овие нарушувања со цел да ја одредат еволуцијата на темната енергија низ времето.

Трите комплементарни истражувања ќе се искомбинираат за да обезбедат широк портрет на темната енергија.

„Комбинираната моќ на сите овие сонди ќе ни го даде најдоброто сфаќање за темната енергија во моменталната вселена и како еволуирала низ времето со експанзијата на вселената,” вели Герелс. „WFIRST-AFTA е единствената обсерваторија, вселенски или копнено базирана, која ги комбинира сите овие сонди.”

Предложено е да биде лансирана кон средината на 2020та година, WFIRST-AFTA не е во потрага само по информации за темната енергија. Наместо тоа, комбинира „статив на науката“ како што Герелс ги нарекува. Телескопот исто така ќе забележува и планети надвор од нашиот соларен систем и ќе изведува блиски инфрацрвени истражувања.

Еуклид

Во прилог на сопствената WFIRST-AFTA мисија, НАСА ќе учествува во Еуклид мисијата на Европската вселенска агенција. Минатата година, НАСА номинираше 40 американски научници да се приклучат кон 14-те американски научници кои веќе беа дел од интернационалниот Еуклид Концорзиум, тимот одговорен за науката, производството на податоци и инструменти за мисијата. НАСА исто така обезбеди 16 инфрацрвени детектори за телескопот.

Уметнички концепт на Еуклид мисијата

Крајната цел на Еуклид е да ја разбере природата на темната енергија и нејзината улога во експанзијата на вселената. За тоа да го направи, предвидено е да употреби две комплементарни сонди за да го проучуваат овој феномен. Првата сонда ќе ги истражува слабите гравитациски објективи, додека втората ќе ги истражува барионските акустични осцилации, односно BAO.

Орбитирајќи околу втората Лагрангиска точка, Еуклид ќе употреби два инструмента за да проучи поширок регион од небото ослободено од контаминирана светлина која доаѓа од сончевиот систем и галаксијата. Исто така ќе набљудува и две длабоки полиња од раниот универзум.

Од приближно 10 милијарди извори кои Еуклид има намера да ги набљудува, повеќе од 1 милијарда ќе бидат проучувани за слаби објективи, додека десетици милиони галаксии ќе бидат мерени за групирање предизвикано од барионските акустични осцилации.

„WFIRST-AFTA и Еуклид ќе направат комплементарни истражувања, со тоа што WFIRST-AFTA ќе набљудува далечни галаксии, додека Еуклид повеќе ќе го набљудува небото,” вели Герелс.

„Сетот од комбинирани информации ќе биде многу поголем и попрецизен од било кое BAO мерење.”

Кога ќе се искомбинираат со копнено базираните набљудувања преку низа различни бранови должини, новите набљудувања кои WFIRST-AFTA и Еуклид ќе ги добијат би требало да обезбедат значителен увид во темната енергија и експанзијата на вселената.

„Најдобрите ограничувања на темната енергија во 2020та ќе дојдат од комбинацијата на Еуклид, WFIRST и копнено базираните податоци,” вели Роудс.

Извор: Space.com

Превод: Лина Конеска