Új égboltfelmérés indult a rádiótartományban

1056

Megkezdődött és 7 éven át tart majd az Egyesült Államokban, Új-Mexikóban található nevezetes rádiótávcső-hálózat, a VLA történetének legnagyobb égboltfelmérése.

A jellegzetes Y alakban elhelyezett 27 darab, egyenként 25 m átmérőjű rádióteleszkópot számláló VLA (teljes nevén Karl G. Jansky Very Large Array) nem csak a csillagászok körében ismert. Egy sor mozifilmben is szerepelt, a legtöbben talán az 1997-es Kapcsolat (Contact) címűre emlékezhetnek. Ebben a Jodie Foster alakította megszállott rádiócsillagász végül itt detektálja a földönkívüli civilizációktól érkező üzenetet. Mindez persze fikció volt, de a hálózat nagyon is valódi!

A VLA Új-Mexikó sivatagos területén, több mint 2000 m-es tengerszint feletti magasságban épült, 1973 és 1980 között. A cél az volt, hogy legalább másfél évtizedre “a világ legjobb rádiócsillagászati obszervatóriumát” hozzák létre. A VLA egy interferométer, antennái együtt végzik méréseiket, egy hálózatba kötve, az apertúraszintézis módszerét használva. A hálózat felbontóképességét így nem az egyes antennák átmérője, hanem az antennaelemek közti legnagyobb távolság (a bázisvonal hossza) határozza meg. Az érzékenység pedig természetesen 27-szer akkora, mint egyetlen antennát használva.

Az Y egy-egy 21 km hosszú ága mentén az antennák el is mozdíthatók, így a bázisvonalak hossza változtatható. A VLA-t négyféle, az ábécé első betűivel jelölt alapkonfigurációban használják. A különböző konfigurációk más-más típusú rádióforrások jó feltérképezését segítik. A legkiterjedtebb A konfigurációval kompakt objektumok nagy felbontású vizsgálata, a leginkább “összehúzott” karokkal rendelkező D konfigurációval pedig a nagyobb skálájú rádiószerkezetek kutatása válik lehetővé. Ez utóbbi elrendezésben az összes antenna a középponttól mérve 600 m-es távolságon belül helyezkedik el.

Légi felvételen a VLA, az antennák “legsűrűbb”, D jelű konfigurációjában. (NRAO/AUI)

A VLA 2012-ben, mintegy évtizedes műszaki megújulást követően felvette Karl G. Jansky nevét, akihez a rádiócsillagászat kezdetét köthetjük: 1931-ben elsőként ő detektált rádióhullámokat a világűrből, és felismerte, hogy azok a Tejútrendszer középpontjának irányából érkeznek. A felújított elektronikus berendezésekkel, szélessávú rádióvevőkkel felszerelt VLA valójában felér egy vadonatúj műszerrel, a képességei nagyságrendekkel javultak, ismét az élvonalba került. Megfigyelési hullámhosszai 6 mm-től 410 cm-ig terjednek. A hálózatot az Egyesült Államok Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatóriuma (NRAO) tartja fenn, a kutatók a világ bármely tájáról pályázhatnak megfigyelési időre.

Egy bizonyos szempontból minden addiginál “többet tudó” új csillagászati műszer használói számára, mint amilyen a felújított VLA is, az egyik legizgalmasabb feladat az onnan megfigyelhető teljes égbolt felmérése. Ilyenkor egyrészt új típusú objektumok felfedezésében lehet reménykedni, másrészt az egységes módszerrel, nagy mennyiségben gyűjtött adatok az égitestek statisztikai jellegű vizsgálataihoz is kitűnőek. A több éves tudományos előkészítés és tervezés után most megkezdődött munka (VLA Sky Survey, VLASS) során a teljes égbolt kb. 80%-át felmérik majd (vagyis mindent, ami Új-Mexikóból látható), méghozzá nem is egyszer, hanem háromszor. Az ismétlést nagyjából 32 havonta tervezik. A megismételt vizsgálatoktól gyorsan megjelenő vagy hirtelen változó (tranziens) jelenségek (például szupernóva-robbanások, gamma-kitörések, neutoncsillag-összeolvadások) felismerését, illetve az égi rádióforrások időbeli változásainak tanulmányozását várják. Az égbolt rádióforrásainak jelentős része a Tejútrendszeren túli távoli galaxis vagy aktív galaxismag. A VLASS során várhatóan 10 millió egyedi objektumot katalogizálnak majd, a rádiótávcső-hálózat megnövekedett érzékenysége révén ez négyszeres bővülést jelent az eddigiekhez képest.

A VLASS eredményeit nem csak a rádiócsillagászok várják, hanem más hullámsávokban dolgozó kollégáik is. Az új adatbázis segítségével könnyebb lesz majd azonosítani a látható, infravörös, röntgen- vagy gamma-tartományban felfedezett érdekes objektumokat rádióforrásokkal, így járulva hozzá működésük, fizikai tulajdonságaik jobb megértéséhez. A VLA legújabb égboltfelmérésének eredményeit már menet közben is, az adatok feldolgozását követően azonnal a csillagászok rendelkezésére bocsátják, sőt a még feldolgozatlan, nyers adatok is hozzáférhetővé válnak.

Egy példa arra, milyen javulás várható a VLASS után (jobbra), a “régi” VLA-val korábban végzett, kevésbé finom felbontású és kevésbé érzékeny, mégis igen jelentős felmérésekhez képest. Bal oldalt a 20 cm-es hullámhosszon, D konfigurációban készített NVSS, középen az ugyanezen a hullámhosszon, B konfigurációban elvégzett FIRST képe egy rádiógalaxisról. Az új felmérést nagy sávszélességgel, kb. fele akkora hullámhosszon tervezik. Így bár ugyancsak B konfigurációt használnak, mint a FIRST esetében, mégis kétszer finomabb lesz a szögfelbontás. (Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

A VLASS befejezéséig összesen 5500 óra távcsőidőt használnak majd fel. Összehasonlításul, a VLA korábbi két nagy felmérése, az NVSS (NRAO VLA Sky Survey) 1993 és 1996 között 2932 óráig tartott, a FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimeters) 1993 és 2002 között 3200 óráig. Ez utóbbi részletesebb volt, de nem terjedt ki a teljes megfigyelhető égboltra. Ezeknek a régi felméréseknek az adatait eddig több mint 4500 tudományos publikációban használták fel, de a szám természetesen tovább növekszik. Mindez előrevetíti, hogy a VLSS is hosszú időre meghatározó referencia lesz a rádióégbolt kutatói számára.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás