Când este nevoie de spațiu în 2025, Telescop de sondaj cu infraroșu larg (WFIRST) va fi cel mai puternic observator implementat vreodată, reușind venerabilul Hubble și Spitzer telescoape spațiale. Bazându-se pe o combinație unică de rezoluție înaltă și un câmp vizual larg, WFIRST va putea captura echivalentul a 100 Hubble-imagini de calitate cu o singură fotografie și cercetează cerul nopții cu 1.000 de ori viteza.
Pentru a se pregăti pentru acest eveniment de anvergură, astronomii de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA au efectuat simulări pentru a demonstra ce va putea vedea WFIRST, astfel încât să își poată planifica observațiile. Pentru a oferi spectatorilor o prezentare despre cum ar arăta acest lucru, Centrul de zbor spațial Goddard al NASA a împărtășit un videoclip care simulează WFIRST efectuând un sondaj asupra vecinului Galaxy Andromeda (M31).
Simularea, care a fost prezentată săptămâna aceasta la cea de-a 235-a reuniune a American Astronomical Society (ASS) din Honululu, se bazează pe date obținute de Hubble de-a lungul a sute de observații despre Andromeda. În acest fel, simularea oferă spectatorilor o previzualizare a vastei amănunte și a detaliilor fine pe care WFIRST le poate oferi doar cu o singură imagine.
Filmarea simulată acoperă o regiune de spațiu care măsoară 34.000 de ani-lumină și prezintă lumina roșie și infraroșie a peste 50 de milioane de stele individuale. Cu acest tip de putere imagistică, WFIRST ar putea cerceta în câteva luni o parte din cer în spectrul aproape infraroșu, așa cum a făcut Hubble de-a lungul a trei decenii - și la fel de multe detalii.
Elisa Quintana, cercetatoarea adjunctă a proiectului WFIRST pentru comunicații la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, este sigură că WFIRST va duce la o revoluție în astrofizică. După cum a declarat într-un comunicat de presă recent al NASA:
„Pentru a răspunde la întrebări fundamentale precum: Cât de comune sunt planetele ca cele din sistemul nostru solar? Cum se formează, evoluează și interacționează galaxiile? Exact cum și de ce - a modificat rata de expansiune a universului în timp? Avem nevoie de un instrument care să ne ofere atât o vedere largă cât și detaliată a cerului. WFIRST va fi acel instrument. "
Cele 18 imagini prezentate în simulare reprezintă o prezentare exactă a ceea ce va vedea WFIRST cu fiecare punctare și imagine fotografiată. Cu cele 18 detectoare ale sale, fiecare dintre acestea măsurând 4096 x 4096 pixeli, WFIRST va acoperi o suprafață aproximativ 1? ori de câte o lună plină cu fiecare punct - în timp ce imaginile Hubble individuale acoperă o zonă mai mică de 1% suprafața unei luni pline.
Pe lângă capacitățile sale de imagistică, există și viteza extraordinară a sondajului pe care WFIRST o va oferi, ceea ce este rezultatul amplu său câmp vizual. Fiind capabil să monitorizeze rapid o zonă mai mare într-un singur punct și să treacă de la un câmp la altul, echipa misiunii nu va trebui să treacă prin laboriosul proces de a fi numit de fiecare dată când dorește să cerceteze un nou câmp.
Un alt factor este orbita pe care WFIRST o va ocupa, ceea ce va oferi o vedere asupra spațiului care este în general neobstrucționată de Pământ. Întrucât HubbleOrbita Pământului Inferior (LEO) de aproximativ 560 km (350 mi) a însemnat că a fost adesea capabilă să colecteze date doar pentru jumătate din perioada orbitală, WFIRST va fi pe o orbită largă de aproximativ 1,6 milioane km (1 milion mi) . La această distanță, va putea efectua observații într-o manieră aproape continuă.
Ben Williams, astronom la Universitatea Washington din Seattle, a fost responsabil pentru generarea setului de date simulat pentru această imagine. După cum a explicat, WFIRST va oferi o oportunitate valoroasă de a înțelege obiecte mari din apropiere, cum ar fi Andromeda, care, altfel, consumă foarte mult timp imaginii, deoarece ocupă o porțiune atât de mare a cerului:
„Am petrecut ultimele două decenii obținând imagini la rezoluție înaltă în mici părți ale galaxiilor din apropiere. Cu Hubble veți obține aceste imagini cu adevărat atrăgătoare ale sistemelor apropiate foarte complexe. Cu WFIRST, puteți acoperi totul dintr-o dată fără a petrece mult timp. ”
Practic, capacitatea de a capta imagini dintr-o zonă atât de mare va oferi astronomilor contextul de care au nevoie pentru a înțelege modul în care se formează stelele și cum se schimbă galaxiile în timp. În esență, un domeniu larg de vedere va permite astronomilor să studieze nu numai stele sau galaxii individuale, ci și structurile pe care le locuiesc și mediul înconjurător.
Cu acest nivel de tehnologie și capacitate la dispoziția lor, controlorii de misiune așteaptă cu nerăbdare să colecteze cantități masive de date pe cosmos. Pe parcursul misiunii sale planificate de 5 ani, WFIRST trebuie să adune peste 20 de petabyte de informații despre mii de planete, miliarde de stele și milioane de galaxii. Aceste date vor fi folosite pentru a aborda întrebările fundamentale ale cosmosului și legile care îl guvernează.
Acestea includ dacă expansiunea cosmică se datorează unei forțe misterioase, nevăzute (de asemenea, energia întunecată) sau unei defalcări a Relativității generale pe scări cosmologice; când au apărut primele galaxii în Univers și cum au evoluat de atunci; și dacă planetele dincolo de sistemul nostru solar (planetele extrasolare) au atmosfere și condiții necesare pe suprafețele lor pentru a susține viața.
Julianne Dalcanton, profesoară de astronomie la Universitatea din Washington, a condus programul Panchromatic Hubble Andromeda Treasure (PHAT) pe care se bazează datele simulate. Așa cum a explicat, combinația dintre capacitățile ultra-teleobiective ale WFIRST și unghiurile super-largi (așa cum s-a demonstrat cu simularea lor) pot avea potențial de ultimă generație:
„Sondajul PHAT din Andromeda a fost o investiție extraordinară de timp, necesitând o justificare atentă și previzualizare. Această nouă simulare arată cât de ușor ar putea fi o observație echivalentă pentru WFIRST. "
După ce va fi operațional, WFIRST va petrece o parte semnificativă a timpului său monitorizând sute de mii de galaxii îndepărtate pentru explozii de supernove, care pot fi folosite pentru a studia Energia Întunecată și extinderea Universului. De asemenea, va folosi acest timp pentru a cartografia formele și distribuțiile galaxiilor pentru a înțelege mai bine cum a evoluat Universul în aproape 14 miliarde de ani de la Big Bang.
WFIRST va monitoriza, de asemenea, luminozitatea a miliarde de stele din Calea Lactee pentru a fi în căutarea eventualelor evenimente de microlensificare. Acestea apar atunci când planetele trec între stea și observator, amplificând temporar lumina stelei. Dându-și o rezoluție înaltă, WFIRST este de așteptat să detecteze multe exoplanete care sunt mici, îndepărtate de steaua lor și de planetele necinstite - jucând astfel un rol vital în completarea recensământului exoplanetelor.
De asemenea, WFIRST va acționa ca un demonstrator de tehnologie, purtând un coronagraf, un instrument conceput pentru a bloca lumina unei stele, astfel încât planetele care orbitează să poată fi imaginate și caracterizate direct. Într-un alt prim, datele colectate de WFIRST vor fi deschise și imediat disponibile publicului. Potrivit lui Dalcanton, acesta este unul dintre cele mai importante aspecte ale misiunii.
„Mii de minți de pe tot globul vor putea să se gândească la aceste date și să vină cu noi modalități de a le folosi”, a spus ea. „Este greu să anticipezi ce vor debloca datele WFIRST, dar știu că cu cât avem mai multe persoane pe care le privim, cu atât este mai mare ritmul descoperirii.”
Pentru a încheia totul, misiunea WFIRST va completa observatoarele care sunt deja în spațiu. Acestea includ NASA Hubble si Telescopul spațial James Webb (care va efectua, de asemenea, sondaje ample în infraroșu aproape), precum și în cadrul ESA Euclid misiune - care va măsura viteza cu care Universul se extinde pentru a determina rolul jucat de Materia Întunecată și Energia Întunecată.
După cum a spus Karoline Gilbert, un om de știință al misiunii WFIRST la Space Telescope Science Institute (STSI) din Baltimore, Maryland, a spus:
„Cu o sută de ori câmpul vizual al lui Hubble și capacitatea de a cerceta rapid cerul, WFIRST va fi un instrument de descoperire extrem de puternic. Webb, care este de 100 de ori mai sensibil și se poate vedea mai adânc în infraroșu, va putea observa rarele obiecte astronomice descoperite de WFIRST în detalii rafinate. Între timp, Hubble va continua să ofere o viziune unică asupra luminii optice și ultraviolete emise de obiectele descoperite de WFIRST, iar Webb urmărește. ”
Anii 2020 se transformă într-un moment foarte interesant pentru astronomii și pasionații de explorare spațială. Pe lângă telescoapele de sol și spațiu de generație viitoare care vor intra în serviciu, o serie de misiuni sunt destinate să meargă pe Lună, pe Marte și în Sistemul Solar exterior. Dacă misterele Universului și tot ceea ce se află în el pot fi asemănate cu o ceapă, atunci mai multe straturi sunt sigur că vor fi decojite în acest deceniu!
Imaginea simulată este prezentată la cea de-a 235-a reuniune a American Astronomical Society din Honolulu, Hawaii.
