Постинг
30.01 23:56 -
Бъдещето на европейската астрономия: конференция VLT Beyond 2023, 2025-01-30, ден 5
Автор: valio98
Категория: Технологии
Прочетен: 163 Коментари: 0 Гласове:
Последна промяна: 31.01 01:40
Прочетен: 163 Коментари: 0 Гласове:
1
Последна промяна: 31.01 01:40
Всяко събитие си има край, само че краищата на хубавите са по-осезаеми.
Сутринта залата беше забележимо по-празна, отколкото предните дни, но по-късно видях, че има около 35-40 човека, гледащи докладите онлайн.
Последният ден започна с още един доклад за HRMOS, този път посветен на аспекта с екзопланетите. Страницата на този проект може да се види тук:
https://www.hrmos.eu/
Обаче самият доклад беше проблематичен – прекалено оптимистичен. Тя бяха взели най-високите (и широко признати за нереалистични оценки за това колко често се срещат планетите около един или друг клас звезди). После, оценките на наблюдателните грешки не взимаха под внимание систематичните ефекти, които доминират. Така че тази част от проекта не беше особено убедителна.
После чухме доклад за VIPER (a Visible and Infrared spectroPolarimetER). Това по същество е високоточен високодисперсен спектрограф, но за разлика от другите разделя светлината на две поларизации. Възможно е да се получи подобен инструмент като се комбинира съществуващ спектрограф с полариметричен модул. Всъщност, във Франция те правят точно това с копие на спектрографа SPIRou, който имат вече на 4-метровия телескоп CFHT на Хаваи:
https://www.cfht.hawaii.edu/
Те искат да комбинират съществуващите спектрографи ESPaDOnS и SPIRou
https://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/SPIRou/
https://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/Spectroscopy/Espadons/
зад полариметричен модул за CFHT. Разбира се, първият въпрос беше дали не може това да се направи за VLT. Отговорът беше уклончив, ясно е, че французите се интересуват преди всичко от собствения си телескоп.
Третият доклад беше за нова технология: photonic-lantern. Тя съществува от около 20 години и най-просто казано представлява оптично влакно, което запазва пространствената информация на излъчването. Това до сега беше възможно само за спектрограф с процеп, вече ще е възможно и с оптично влакно. Повече за това може да се прочете тук:
https://arxiv.org/pdf/1503.03269
Вече има и практическа демонстрация, свързана със свръхточна астрометрия в оптичната област с инструмент, монтиран на японския телескоп Subaru:
https://scixplorer.org/abs/2025ApJ...993L...3K/abstract
https://arxiv.org/pdf/2510.19911
В следващия доклад ни показаха как photonic-lantern може да се използва за wave front sensor – последното е частта от системите за адаптивна оптика, която следи как се движи звездата вследствие на промяната на атмосферата. Точно на тези промени се дължи, че звездите да изглеждат като трептящи дискчета, вместо идеални точкови източници.
Предпоследния доклад беше за нов интерферометричен инструмент за VLTI. В момента „работният кон“ на VLTI е инструмент наречен GRAVITY+
https://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/vlt-instr/gravity+/
Той направи малка революция в астрономическата интерферометрия, но работи само в диапазона 2-2.5 микрона – т. нар. K атмосферен „прозорец“ (прозорец в тоя контекст е интервал от дължини на вълните, в който атмосферата е повече или по-малко прозрачна). Докладчикът представи аргументи за наблюдения в диапазона 1-1.8 микрона – това са съответно J и H атмосферни прозорци. Това е нов инструмент, който французите искат да построят: SHARPS. Предвижда се да има няколко спектрални резолюции: 300, 3000 и 30000. А точността за астрометрия се очаква да бъде около 10 микръглови секунди. За сравнение, космическата астрометрична мисия Gaia постига същата точност само за най-ярките звезди, за слабите там точността е 200-300 микроъглови секунди. Последният доклад беше за същия проект и там специално стана дума, че младите планети излъчват най-много около 1.3 микрона. Нещо повече, потенциално може да бъдат регистрирани екзолуни около екзопланети.
След почивката за кафе имаше серия от 5-минутни доклади на интерферометрични теми. Първият предложи да се постоят няколко 4-метрови телескопа на върховете около Паранал, така че базата на интерферометъра да се увеличи от сегашните 120 метра до над 2 километра. Това ще е хибриден инструмент който ще използва 8- и 4-метрови телескопи. Те са правили вече част от необходимите технологични тестове.
Друг проект – STELLUM – предложи да се построят 13 малки телескопа с диаметър 35 см, които да използват съществуващата VLTI инфраструктура за да правят карти на повърхността на ярки звезди. Авторите на проекта планират да построят на-напред демонстратор.
Третият доклад, изнесен от българин, който от много години живее и работи в Ница, Франция, представлява нов инструмент за VLTI, който комбинира интереферометричния сигнал по двойки телескопи и после отново прави комбинация по двойки и така до крайната комбинация – по същество това е йерархичен процес. Това повишава чувствителността с фактор равен на броя на телескопите минус едно. Това значително увеличава броя на обекти, достъпни за наблюдения с VLTI.
В подобна посока работи и ASGARD:
https://asgard-vlti.github.io/
Това е комплекс от инструменти за VLTI, специално насочен към повишаване на чувствителността за изследване на екзопланети. И по същество е технологичен демонстратор, който вероятно ще легне в основата на следващото поколение интерферометрични инструменти. Подобна практика често се среща в астрономията – да се правят по-евтини демонстратори, на които да се изпробват по-рисковите технологии.
Предпоследният доклад бе за MATISSE – камера и спектрограф, който работи между 3 и 13 микрона:
https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/instruments/matisse.html
Предназначен е за изследване на праха в дискове около млади звезди, както и в центровете на активни галактики. В момента само 5 активни галактики са достатъчно ярки за да да се получат изображения, но екипът има идеи за подобрения, които ще увеличат този брой до 18 и после до 30 обекта.
Последният доклад бе за измерване на диаметрите на звездите: диаметрите са различни в зависимост от оптичната прозрачност на звездния материал (която се променя като функция на дължината на вълната). Там, където звездата е непрозрачна – виждаме по-външен слой и измерваме по-голям диаметър и обратно. Нещо повече – това може да се използва за получаване на изображение на повърхността на звездите, но не е ясно дали едно „петно“ е в северната или в южната част на звездния диск. Това може да бъде решено с интерферометрия с високо разрешение. Има и други задачи, които изискват подобен инструмент. Идеята на докладчика беше да се отведе сигнала от интерферометър, например GRAVITI+, до някой от вече съществуващите високодисперсни спектрографи. Това е стара идея, публикувана е за пръв път тук:
https://scixplorer.org/abs/2010ExA....27..157A/abstract
Но сега отново става актуална.
След тези къси доклади се проведе последната дискусия – за бъдещето на интерферометрията с VLTI. Тя започна с това какви научни въпроси ще са важни през следващото десетилетие. Очевидният пръв избор беше да се използва високото ъглово разрешение на VLTI – интерферометърът е еквивалентен на телескоп с диаметър 120 метра, какъвто едва ли скоро ще бъде построен. Стана дума за обичайните неща: планети, двойни звезди, центъра на нашата галактика и активни галактики.
Вторият момент беше общо подобряване на инфраструктурата. Най-напред това е т.н. fringe tracking, после – подобряване на метрологията, Първото е способността на интерферометъра да регистрира интерферометричния сигнал, а второто – да коригира състоянието на инструмента в реално време. Тези подобрения ще имат положителен ефект както върху стабилността на наблюденията, така и ще удължат възможното време на интеграция. Водещият подчерта, че VLTI е уникален инструмент и е единствената в света експериментална платформа за развитие на нови технологии. Веднага стана дума за т.н. visitor instruments, които ползвателите на обсерваторията „донасят“ със себе си. Друг канал за експериметни, макар и ограничен, е възможността да се поиска техническо време на телескопа за експеримент. Той е ограничен, защото все пак основната работа на обсерваторията е да подпомага правенето на наука, а не да развива технология, последното е само в случай на абсолютна необходимост. Една колежка от панела подчерта възможността да се комбинират инструменти – както това беше направено с HiRISE, който комбинира два съществуващи инструмента – SPHERE и CRIRES+
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2024/02/aa48019-23/aa48019-23.html
https://arxiv.org/abs/2309.12390
Беше отбелязано, че за последната година броят заявки за VLTI е нараснал почти двойно. Обаче въпреки това в общността битува представата, че интерферометрията е сложна техника и обработката на данни е почти неразбираема за неподготвен ползвател. Един от очевидните начини това да се промени е да се правят школи. Има много астрономически школи, включително за интерферометрия. Даже и в България са провеждани, макар че не точно за интерферометрия:
http://www.iap.fr/opticon/neon_schools/2014/Report2014.html
По-сериозен проблем е нивото на фундаменталното университетско образование по физика и математика: голяма част от студентите не разбират такова основно понятие като преобразованията на Фурие, да не говорим за полариметрията и други също така основни понятия. От собствен опит мога да потвърдя, че ми се е налагало да уча аспиранти на подобни неща.
След дискусията раздадоха наградите за постери и преминахме към закриването на конференцията. Колежката, която обобщи конференцията започна със сложната карта на астрономията през следващото десетилетие, която включва множество нови телескопи, на земята и в космоса, но при това ще остане нуждата от наземни средства като активна оптика и то на повече от един VLT телескоп, както е в момента. Друг важен извод е нуждата от универсални инструменти, които покриват голяма част от параметричното пространство: независимо дали става дума за дължина на вълната, за диапазон по яркости или да непрекъснат пространствено покритие, каквото дават интегралните спектрографи. Нужни са и нови технологии и по-нататъшно усъвършенстване на съществуващите – например активна оптика, работеща в оптичния диапазон, свръхвисоко спектрално разрешение. И накрая – нужен е гъвкав модел на работа на обсерваторията – за да посрещне предизвикателствата на синоптичната астрономия; нужни са и по-добри, универсални и също така гъвкави програмни средства за обработка на данните. Тя спомена и архива, който с всеки изминал ден става по-голям и потенциално – с по-висока научна стойност.
Колежката обви и покана за „бели статии“ със срок януари 2027 – по същество заявки за строеж за нови инструменти. Предполага се, че скоро ще бъдат избрани онези, които ще се строят – в рамките на същата година. Може би ще бъдат избрани дори няколко инструмента, вероятно ще има и няколко проучвателни фази за различни проекти. По същество, настоящата конференция беше подготовка за този „конкурс“ за нови инструменти за VLT и VLTI за следващото десетилетие, с цел да се поддържа тази инфраструктура производителна и водеща още дълго време.
С това конференцията завърши, сбогувахме се, гостите си заминаха, а такива като мене се върнаха към обичайните си задължения, които бяхме пренебрегвали в течение на една седмица.
https://www.youtube.com/watch?v=Mmslhiu8SuQ
https://www.youtube.com/watch?v=5gTbx_fVCbY
https://www.youtube.com/watch?v=aSUlCB0gNK8
https://www.youtube.com/watch?v=DrLPCEXsNb4
Сутринта залата беше забележимо по-празна, отколкото предните дни, но по-късно видях, че има около 35-40 човека, гледащи докладите онлайн.
Последният ден започна с още един доклад за HRMOS, този път посветен на аспекта с екзопланетите. Страницата на този проект може да се види тук:
https://www.hrmos.eu/
Обаче самият доклад беше проблематичен – прекалено оптимистичен. Тя бяха взели най-високите (и широко признати за нереалистични оценки за това колко често се срещат планетите около един или друг клас звезди). После, оценките на наблюдателните грешки не взимаха под внимание систематичните ефекти, които доминират. Така че тази част от проекта не беше особено убедителна.
После чухме доклад за VIPER (a Visible and Infrared spectroPolarimetER). Това по същество е високоточен високодисперсен спектрограф, но за разлика от другите разделя светлината на две поларизации. Възможно е да се получи подобен инструмент като се комбинира съществуващ спектрограф с полариметричен модул. Всъщност, във Франция те правят точно това с копие на спектрографа SPIRou, който имат вече на 4-метровия телескоп CFHT на Хаваи:
https://www.cfht.hawaii.edu/
Те искат да комбинират съществуващите спектрографи ESPaDOnS и SPIRou
https://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/SPIRou/
https://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/Spectroscopy/Espadons/
зад полариметричен модул за CFHT. Разбира се, първият въпрос беше дали не може това да се направи за VLT. Отговорът беше уклончив, ясно е, че французите се интересуват преди всичко от собствения си телескоп.
Третият доклад беше за нова технология: photonic-lantern. Тя съществува от около 20 години и най-просто казано представлява оптично влакно, което запазва пространствената информация на излъчването. Това до сега беше възможно само за спектрограф с процеп, вече ще е възможно и с оптично влакно. Повече за това може да се прочете тук:
https://arxiv.org/pdf/1503.03269
Вече има и практическа демонстрация, свързана със свръхточна астрометрия в оптичната област с инструмент, монтиран на японския телескоп Subaru:
https://scixplorer.org/abs/2025ApJ...993L...3K/abstract
https://arxiv.org/pdf/2510.19911
В следващия доклад ни показаха как photonic-lantern може да се използва за wave front sensor – последното е частта от системите за адаптивна оптика, която следи как се движи звездата вследствие на промяната на атмосферата. Точно на тези промени се дължи, че звездите да изглеждат като трептящи дискчета, вместо идеални точкови източници.
Предпоследния доклад беше за нов интерферометричен инструмент за VLTI. В момента „работният кон“ на VLTI е инструмент наречен GRAVITY+
https://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/vlt-instr/gravity+/
Той направи малка революция в астрономическата интерферометрия, но работи само в диапазона 2-2.5 микрона – т. нар. K атмосферен „прозорец“ (прозорец в тоя контекст е интервал от дължини на вълните, в който атмосферата е повече или по-малко прозрачна). Докладчикът представи аргументи за наблюдения в диапазона 1-1.8 микрона – това са съответно J и H атмосферни прозорци. Това е нов инструмент, който французите искат да построят: SHARPS. Предвижда се да има няколко спектрални резолюции: 300, 3000 и 30000. А точността за астрометрия се очаква да бъде около 10 микръглови секунди. За сравнение, космическата астрометрична мисия Gaia постига същата точност само за най-ярките звезди, за слабите там точността е 200-300 микроъглови секунди. Последният доклад беше за същия проект и там специално стана дума, че младите планети излъчват най-много около 1.3 микрона. Нещо повече, потенциално може да бъдат регистрирани екзолуни около екзопланети.
След почивката за кафе имаше серия от 5-минутни доклади на интерферометрични теми. Първият предложи да се постоят няколко 4-метрови телескопа на върховете около Паранал, така че базата на интерферометъра да се увеличи от сегашните 120 метра до над 2 километра. Това ще е хибриден инструмент който ще използва 8- и 4-метрови телескопи. Те са правили вече част от необходимите технологични тестове.
Друг проект – STELLUM – предложи да се построят 13 малки телескопа с диаметър 35 см, които да използват съществуващата VLTI инфраструктура за да правят карти на повърхността на ярки звезди. Авторите на проекта планират да построят на-напред демонстратор.
Третият доклад, изнесен от българин, който от много години живее и работи в Ница, Франция, представлява нов инструмент за VLTI, който комбинира интереферометричния сигнал по двойки телескопи и после отново прави комбинация по двойки и така до крайната комбинация – по същество това е йерархичен процес. Това повишава чувствителността с фактор равен на броя на телескопите минус едно. Това значително увеличава броя на обекти, достъпни за наблюдения с VLTI.
В подобна посока работи и ASGARD:
https://asgard-vlti.github.io/
Това е комплекс от инструменти за VLTI, специално насочен към повишаване на чувствителността за изследване на екзопланети. И по същество е технологичен демонстратор, който вероятно ще легне в основата на следващото поколение интерферометрични инструменти. Подобна практика често се среща в астрономията – да се правят по-евтини демонстратори, на които да се изпробват по-рисковите технологии.
Предпоследният доклад бе за MATISSE – камера и спектрограф, който работи между 3 и 13 микрона:
https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/instruments/matisse.html
Предназначен е за изследване на праха в дискове около млади звезди, както и в центровете на активни галактики. В момента само 5 активни галактики са достатъчно ярки за да да се получат изображения, но екипът има идеи за подобрения, които ще увеличат този брой до 18 и после до 30 обекта.
Последният доклад бе за измерване на диаметрите на звездите: диаметрите са различни в зависимост от оптичната прозрачност на звездния материал (която се променя като функция на дължината на вълната). Там, където звездата е непрозрачна – виждаме по-външен слой и измерваме по-голям диаметър и обратно. Нещо повече – това може да се използва за получаване на изображение на повърхността на звездите, но не е ясно дали едно „петно“ е в северната или в южната част на звездния диск. Това може да бъде решено с интерферометрия с високо разрешение. Има и други задачи, които изискват подобен инструмент. Идеята на докладчика беше да се отведе сигнала от интерферометър, например GRAVITI+, до някой от вече съществуващите високодисперсни спектрографи. Това е стара идея, публикувана е за пръв път тук:
https://scixplorer.org/abs/2010ExA....27..157A/abstract
Но сега отново става актуална.
След тези къси доклади се проведе последната дискусия – за бъдещето на интерферометрията с VLTI. Тя започна с това какви научни въпроси ще са важни през следващото десетилетие. Очевидният пръв избор беше да се използва високото ъглово разрешение на VLTI – интерферометърът е еквивалентен на телескоп с диаметър 120 метра, какъвто едва ли скоро ще бъде построен. Стана дума за обичайните неща: планети, двойни звезди, центъра на нашата галактика и активни галактики.
Вторият момент беше общо подобряване на инфраструктурата. Най-напред това е т.н. fringe tracking, после – подобряване на метрологията, Първото е способността на интерферометъра да регистрира интерферометричния сигнал, а второто – да коригира състоянието на инструмента в реално време. Тези подобрения ще имат положителен ефект както върху стабилността на наблюденията, така и ще удължат възможното време на интеграция. Водещият подчерта, че VLTI е уникален инструмент и е единствената в света експериментална платформа за развитие на нови технологии. Веднага стана дума за т.н. visitor instruments, които ползвателите на обсерваторията „донасят“ със себе си. Друг канал за експериметни, макар и ограничен, е възможността да се поиска техническо време на телескопа за експеримент. Той е ограничен, защото все пак основната работа на обсерваторията е да подпомага правенето на наука, а не да развива технология, последното е само в случай на абсолютна необходимост. Една колежка от панела подчерта възможността да се комбинират инструменти – както това беше направено с HiRISE, който комбинира два съществуващи инструмента – SPHERE и CRIRES+
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2024/02/aa48019-23/aa48019-23.html
https://arxiv.org/abs/2309.12390
Беше отбелязано, че за последната година броят заявки за VLTI е нараснал почти двойно. Обаче въпреки това в общността битува представата, че интерферометрията е сложна техника и обработката на данни е почти неразбираема за неподготвен ползвател. Един от очевидните начини това да се промени е да се правят школи. Има много астрономически школи, включително за интерферометрия. Даже и в България са провеждани, макар че не точно за интерферометрия:
http://www.iap.fr/opticon/neon_schools/2014/Report2014.html
По-сериозен проблем е нивото на фундаменталното университетско образование по физика и математика: голяма част от студентите не разбират такова основно понятие като преобразованията на Фурие, да не говорим за полариметрията и други също така основни понятия. От собствен опит мога да потвърдя, че ми се е налагало да уча аспиранти на подобни неща.
След дискусията раздадоха наградите за постери и преминахме към закриването на конференцията. Колежката, която обобщи конференцията започна със сложната карта на астрономията през следващото десетилетие, която включва множество нови телескопи, на земята и в космоса, но при това ще остане нуждата от наземни средства като активна оптика и то на повече от един VLT телескоп, както е в момента. Друг важен извод е нуждата от универсални инструменти, които покриват голяма част от параметричното пространство: независимо дали става дума за дължина на вълната, за диапазон по яркости или да непрекъснат пространствено покритие, каквото дават интегралните спектрографи. Нужни са и нови технологии и по-нататъшно усъвършенстване на съществуващите – например активна оптика, работеща в оптичния диапазон, свръхвисоко спектрално разрешение. И накрая – нужен е гъвкав модел на работа на обсерваторията – за да посрещне предизвикателствата на синоптичната астрономия; нужни са и по-добри, универсални и също така гъвкави програмни средства за обработка на данните. Тя спомена и архива, който с всеки изминал ден става по-голям и потенциално – с по-висока научна стойност.
Колежката обви и покана за „бели статии“ със срок януари 2027 – по същество заявки за строеж за нови инструменти. Предполага се, че скоро ще бъдат избрани онези, които ще се строят – в рамките на същата година. Може би ще бъдат избрани дори няколко инструмента, вероятно ще има и няколко проучвателни фази за различни проекти. По същество, настоящата конференция беше подготовка за този „конкурс“ за нови инструменти за VLT и VLTI за следващото десетилетие, с цел да се поддържа тази инфраструктура производителна и водеща още дълго време.
С това конференцията завърши, сбогувахме се, гостите си заминаха, а такива като мене се върнаха към обичайните си задължения, които бяхме пренебрегвали в течение на една седмица.
https://www.youtube.com/watch?v=Mmslhiu8SuQ
https://www.youtube.com/watch?v=5gTbx_fVCbY
https://www.youtube.com/watch?v=aSUlCB0gNK8
https://www.youtube.com/watch?v=DrLPCEXsNb4
Тагове:
Черная дыра «выключила» квазар
RAVEYSO: рейв по астрономически или конф...
Годишна конференция на Европейското астр...
RAVEYSO: рейв по астрономически или конф...
Годишна конференция на Европейското астр...
Няма коментари
