Прочетен: 243 Коментари: 0 Гласове:
Последна промяна: 24.10 09:34
През тази седмица в Space Telescope Science Institute (така се нарича института, който „кара“ космическите телескопи „Хъбъл“ и „Джеймс Уеб“; съкращава се STScI) се провежда симпозиум за абсолютно калибриране на астрономическите наблюдения по поток. Калибровките са необходими за да се превърнат единиците, в които и инструментите записват наблюденията във физически величини, който могат да се сравняват – както с измервания, получени от различни телескопи, така и наблюденията – с модели, обикновено изградени на базата на основните физически закони.
Аз съм астроном-наблюдател, работя в астрономическа обсерватория и не е чудно, че подобни проблеми са ми близки и представих на конференцията малък доклад за една спектрална библиотека, която правим заедно с група колеги от Италия и Чили вече няколко години. Даже публикувахме една статия, която е полезна и се цитира прилични, и в момента готвим втора.
Ценното е нашата библиотека е, че тя е получена със спектрограф, който няма процеп, както повечето спектрографи, а е о така наречените Integral Field Unit (съкратено IFU). Подобни инструменти получават спектри от всяка точка на небето, която покриват. Тук може да видите точно как се прави това:
https://www.eso.org/public/teles-instr/technology/ifu/
Предимството на подобни инструменти пред спектрографите с процепи е, че не се губи светлина: при процепите част, макар и малка, от светлината винаги остава извън процепа. Диаметърът на звездното изображение, както и положението му, зависят от дължината на вълната и като следствие тези загуби също зависят от нея. Главното последствие то това сложно обяснение е, че спектрите, получените през процеп се „изкривяват“, а през IFU – имат точно такава форма на континиума, каквато имат астрономическите обекти.
Библиотека звездни спектри като нашата – тя включва тридесетина звезди – имат широко приложение – като за се започне от моделиране на галактики и се стигне до определяне на физическите параметри на отделни звезди.
Но нашите спектри са получени от наземен телескоп – VLT – и даже в Чилийската пустиня Атакама земната атмосфера не е прозрачна и при това прозрачността ѝ се мени, защото облаците, колкото и незабележими да са, идват си отиват. А ние искаме да калибрираме спектрите си по поток, при това с висока точност, в идеалния случай под един процент – това ще увеличи ползата от нашите спектри. Очевидния начин е да се ползват наблюдения от космоса, където няма атмосфера, още по-малко – променяща се атмосфера.
Преди десетина години Европейската космическа агенция започна работа над космически телескоп наречен „Gaia“. Повече за този телескоп:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia
Тоя от доста години лети и изпраща данни, но не е толкова известен като „Хъбъл“ или „Джеймс Уеб“, защото неговите изображения не стигат до земята – за това не стига пропускателната способност на радиовръзката с телескопа. Вместо това, изображенията се обработват от компютър на борда и до Земята стигат само измерванията: яркост и положения на обектите, както и спектри.
Спектрите на „Гая“ са с много ниско спектрално разрешение, т.е. на тях могат да севидят и измерят само най-силните спектрални линии, така че само по себе си те не могат да се използват за същите задачи като нашите спектри. Обаче спектрите на „Гая“ са калибрирани по абсолютен поток и с тяхна помощ ние може да калибрираме нашите спектри.
И – изненада – оказа се, че между тяхната синя и червена част на спектрите от „Гая“ има систематична разлика – нашите спектри, които имат особено надеждна форма заради интегралния спектроскоп, с който са получени, винаги в синята област са по-високо от спектрите на „Гая“, а в червената – по-ниско.
Тук става ясна ползата от ходенето на астрономическите конференции – въпреки че аз не всъщност не отидох, а изнесох доклада си от собствения си кабинет в ЕСО и задавах или отговарях на въпроси чрез Дискорд. Оказа се, че и други колеги са се сблъскали с подобен проблем, по стечение на обстоятелствата до подобен извод беше стигнал докладчикът преди мен – по съвсем независим начин и на базата на други измервания (което е важно, защото така се „проверяваме“ един-друг.). И накрая се „изправи“ още един колега и каза, че е измислил как да се коригират спектрите на „Гая“ за да се преодолее този проблем.
Разказвам тази история за да илюстрирам как работи науката – това рядко става чрез проблясъци на въображението и скокове в нашето разбиране на света. Напротив, повечето е упорит труд, изграждане на хипотези, внимателни проверки и отново труд, хипотези и проверки. И така – стъпка по стъпка – защото от това колко точно ще бъдат калибрирани данните ви зависи измерването на разширяването и на възрастта на Вселената. Примерно.
Страницата на конференцията:
https://www.stsci.edu/contents/events/stsci/2024/october/accurate-flux-calibration-in-the-era-of-space-astronomy-and-all-sky-surveys
Програма:
https://www.stsci.edu/files/live/sites/www/files/home/events/event-assets/2024/_documents/2024-Flux-Calibration-Workshop-Agenda.pdf
MUSE, спектрографът на VLT, който използваме:
https://www.youtube.com/watch?v=OyXd9gp--5c
Интегрална спектроскопия:
https://www.youtube.com/watch?v=9EpUSuIhAzE
„Gaia“:
https://www.youtube.com/watch?v=x6MGF0BhckE
https://www.youtube.com/watch?v=Jdy09y0A4t0
Тагове: