science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Waar zijn we? De vierkante kilometer array

Artist impression van de Square Kilometre Array (SKA) bij nacht. Krediet:© SKA Organisatie

De low-down op de grootste telescoop ter wereld.

In 2012, je hebt waarschijnlijk veel gehoord over de Square Kilometre Array of SKA, vooral hoe Australië een van de voorlopers was voor het hosten van de SKA - de grootste telescoop ter wereld.

Het was allemaal erg spannend. De wereld was niet vergaan, en Australië kreeg de kans om glimmend nieuw speelgoed te krijgen om mee te spelen.

Ons land deed een voorstel om de SKA te organiseren en toen … wat gebeurde er?

Dit is voor veel mensen het punt waar de SKA van de radar verdween. Nu hoor je misschien meer over ASKAP of de MWA.

Wat zijn deze? Wat is er met de SKA gebeurd? Hebben we gewonnen? Hebben we het gebouwd?

Of misschien heb je nog nooit van de Square Kilometre Array gehoord!

Dus laten we een stapje terug doen...

De grootste telescoop ter wereld

Sinds eind jaren tachtig is mensen spraken over het bouwen van een telescoop die zo groot en zo gevoelig was dat hij terug kon kijken op het vroege heelal. In de jaren 80, mensen waren erg geïnteresseerd in oerknal, alleen nu waren ze in de ruimte, niet alleen onderdeel van een zwaartekracht tartend kapsel.

Om zo ver terug te kijken, we hebben een telescoop nodig met een hele vierkante kilometer aan verzamelgebied.

Maar, terwijl ons gevoel voor mode aan het verbeteren was, onze technologie ontbrak nog.

Internationale panels werden gevormd om de bal aan het rollen te krijgen. Halverwege de jaren negentig, ze waren klaar om een ​​huis te kiezen om zo'n enorme en krachtige radiotelescoop te huisvesten.

Vijf landen steken hun hand op, maar alleen Zuid-Afrika en Australië bleven staan.

En toen waren er twee

Beide landen gingen druk aan de slag met het bouwen van prototypes voor hun voorstel.

Australië koos het Murchison Radio-astronomy Observatory (MRO) voor onze site. deze 12, Een perceel van 600 hectare ten noordoosten van Geraldton was de perfecte plek voor een krachtige telescoop. Het pochte heldere luchten, was verre van menselijke activiteit en lichtvervuiling en maakte deel uit van een radiostille zone.

Australië gebruikte deze site om de Murchison Widefield Array (MWA) en de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) te bouwen. MWA en ASKAP zijn radiotelescopen die in feite lijken op gen 1 van de SKA. Een beetje als een proefrit.

Zuid-Afrika bouwde ook een telescoop genaamd MeerKAT. Zelfde afspraak.

Zowel Australië als Zuid-Afrika gebruikten hun prototypetelescopen als onderdeel van hun voorstel.

En de winnaar is …

Beide landen hebben zoveel geïnvesteerd in infrastructuur voor hun telescopen, er werd besloten dat beide het verdienden om een ​​deel van de SKA te organiseren.

Maar, wacht, hoe werkt dat? Verliezen we iets door het op te splitsen?

Wie kun je dat beter vragen dan CSIRO's eigen SKA-projectwetenschapper, Phil Edwards.

Midden en laag zoeken

Phil zegt dat we niets te verliezen hebben door de telescoop te splitsen, aangezien de twee delen eigenlijk hun eigen speciale rol te spelen hebben.

"In Australië, we bouwen SKA-laag, dat is het laagfrequente deel van SKA, ' Vertelt Phil me.

"En in Zuid-Afrika, ze gaan SKA-mid bouwen, dat is het middelste frequentiebereik van SKA."

Dus wat is het verschil tussen de lage en middenfrequenties?

"Verschillende frequenties zijn beter voor verschillende soorten astronomie, ' zegt Phil.

Objecten in de ruimte stralen het sterkst uit bij verschillende frequenties, wat betekent dat ze gemakkelijker te zien zijn met telescopen op dezelfde frequentie.

Bijvoorbeeld, als je neutrale waterstof wilde bestuderen, je moet afstemmen op een frequentie van 1,4 gigahertz. Deze frequentie is te hoog voor SKA-low, dus het zou een klus zijn voor SKA-mid.

Het wordt een beetje ingewikkeld vanaf hier, maar Phil vertelt me ​​dat de frequentie van SKA-low bedoeld is om straling van het vroege heelal te detecteren.

"Om terug te kijken naar het allereerste begin van het universum, we moeten naar heel, zeer lage frequenties, en dat is een van de sterke punten van SKA-low."

Terugkijken in de tijd

Hoewel mijn innerlijke bioloog het niet graag toegeeft, astronomie is een soort 'volkswetenschap'. Het is degene die bij de meeste mensen lijkt te resoneren.

Weet je nog hoe gek iedereen over een grote maan ging? Stel je de opwinding van mensen voor als we ontdekkingen doen met de SKA, die is ontworpen om verder dan ooit tevoren in de ruimte te kijken.

De belangrijkste taak van SKA-low is terugkijken in de tijd.

"Met de huidige generatie telescopen kunnen we niet ver terugkijken, ’ geeft Phil toe.

"En dus is een van de doelen [van de SKA] om zo dicht mogelijk bij het begin van het universum terug te kijken als we kunnen."

Dus hoe helpt het kijken naar de ruimte je terug in de tijd?

Het is een vraag die Phil veel wordt gesteld. Hij grinnikt als hij me vertelt dat het allemaal met licht te maken heeft.

"Radiogolven zijn gewoon een ander soort licht, " hij zegt.

"En een van de eigenschappen van licht ... is dat licht met een eindige snelheid reist, dat is ongeveer 300, 000 kilometer per seconde."

Laten we wat wiskunde doen met onze grootste gloeilamp:de zon.

Onze zon staat op ongeveer 150 miljoen kilometer van de aarde. Als licht maar 300 kan reizen, 000 kilometer per seconde, het licht van de zon zou ongeveer 8 minuten nodig hebben om naar de aarde te reizen.

Dus als je rechtstreeks in de zon keek (probeer dit niet thuis), je zou de zon niet zien zoals hij op dat moment is. Je zou de zon zien zoals hij 8 minuten geleden was.

Hetzelfde geldt voor het kijken op miljoenen lichtjaren afstand in het heelal.

"Hoe verder we terugkijken, hoe langer het licht erover doet om ons te bereiken en hoe ouder het object is waar we naar kijken, ' zegt Fil.

"Sommige mensen bestuderen gewoon onze melkweg. Maar die mensen die kosmologie doen, die geïnteresseerd zijn in de evolutie van het heelal, ze kijken zo ver mogelijk terug."

Welke andere coole dingen zal het doen?

De SKA hoopt ook een aantal van onze brandende vragen over donkere materie en donkere energie te helpen beantwoorden.

En ja, het kan zelfs worden gebruikt om naar buitenaardse wezens te zoeken!

"De omstandigheden voor het leven lijken alsof ze elders in onze melkweg of ergens in een andere melkweg zouden kunnen/moeten bestaan, ' zegt Phil.

"Dus ja, er zijn veel mensen die geïnteresseerd zijn in het gebruik van een grote, gevoelige radiotelescoop zoals de SKA om te zoeken naar bewijs van buitenaardse intelligentie."

Buitenaardse vrienden vinden

De gemakkelijkste manier om buitenaardse wezens te vinden, is te hopen dat ze ons een bericht sturen waarin staat:"Hallo, we zijn hier!"

Maar waarschijnlijker zullen we ze moeten vinden met behulp van de straling die hun planeet uitzendt.

"De aarde zendt radiogolven uit in onze melkweg, en dat komt van radiostations, TV zenders, luchthavenradars, "zegt Fil.

"Misschien zien we bewijs van leven op andere planeten alleen door de straling die ze produceren van hun eigen radiostations of luchthavenradar, enzovoort."

Klinkt goed, wanneer kunnen we beginnen?

Phil vertelt me ​​dat fase 1 van SKA-low ongeveer 7 jaar in beslag zal nemen. Maar ze beslissen nog over het definitieve ontwerp.

"Het ontwerp is nog niet helemaal af, maar er zijn twee ontwerpen, " hij zegt.

"Eentje lijkt een beetje op een kerstboom omdat hij klein is aan de bovenkant en groter wordt naarmate hij dichter bij de grond komt."

De andere is gebaseerd op het aanpassen van het ontwerp van de bestaande MWA.

Fase 1 zal geen volledige vierkante kilometer verzamelgebied zijn. In feite, we kunnen voorlopig nog niet alles uitrollen. Als je 's werelds grootste telescoop wilt bouwen, je moet het goed doen. Daarom wordt de SKA in fasen gebouwd, dus we hebben de kans om te sleutelen en te testen voordat we vol gas gaan.

Ondertussen, ASKAP en MWA doen goed onderzoek.

"De padvinders - ASKAP en MWA en MeerKAT - zullen in die tijd veel goede wetenschap doen en helpen het soort wetenschap vorm te geven dat met SKA zal worden gedaan."

"Dus ze zullen - in veel gevallen - vergelijkbare soorten wetenschap doen, gewoon niet doen met de gevoeligheid die we kunnen doen met de Square Kilometre Array."

Soms, de tijd die nodig is om deze dingen tot leven te laten komen, betekent dat ze van de radar verdwijnen voor degenen die niet op de hoogte zijn.

Maar ik heb het gevoel dat de ontdekkingen die we zullen doen met de volledig voltooide SKA het wachten meer dan waard zullen zijn.

Dit artikel verscheen voor het eerst op Particle, een wetenschappelijke nieuwswebsite gebaseerd op Scitech, Perth, Australië. Lees het originele artikel.