БЕРКЛИ, Калифорния - The Nearby Supernova Factory, международное сотрудничество астрономов и астрофизиков, объявило, что SNIFS, спектрограф Supernova Integral Field Spectrograph, достиг «первого света» ранним утром во вторник, 8 июня, когда новый инструмент получил свою первую астрономическую цель, сверхновую типа Ia, обозначенную как SN 2004ca. Сверхновые типа Ia используются астрономами для измерения расширения Вселенной.
Анализ первоначальных данных, а также отдельное наблюдение за недавно открытой сверхновой SN 2004cr в воскресенье, 20 июня, подтверждают, что SNIFS, все еще находящийся на этапе ввода в эксплуатацию, выполняет свои проектные задачи в качестве замечательного нового инструмента для наблюдения сверхновых.
SNIFS, который недавно был установлен на 2,2-метровом телескопе Гавайского университета на вершине Мауна-Кеа на острове Гавайи, представляет собой инновационный инструмент, предназначенный для отслеживания особенностей и точного расстояния до сверхновых типа Ia путем одновременного получения более 200 спектров каждой цели, ее родной галактики и ближайшего ночного неба.
SNIFS является ключевым элементом международной фабрики близлежащих сверхновых (SNfactory), инициированной Национальной лабораторией Лоуренса Беркли Министерства энергетики. Цель SNfactory - найти и изучить более 300 близлежащих сверхновых типа Ia, чтобы уменьшить неопределенность в отношении этих передовых астрономических «стандартных свечей», измерения которых привели к открытию того, что скорость расширения Вселенной увеличивается.
«Более подробные сведения об этих необычайно ярких и удивительно однородных объектах сделают их еще лучшими инструментами для измерения космоса», - говорит астроном Грег Алдеринг из физического отдела лаборатории Беркли, возглавляющий сотрудничество SNfactory.«Сверхновые типа Ia - это ключ к пониманию таинственной темной энергии, которая заставляет Вселенную расширяться все быстрее».
Корпус прибора SNIFS был построен французскими сотрудниками SNfactory, членами Лаборатории ядерной физики и высоких энергий (LPNHE) в Париже, Лионского центра астрономических исследований (CRAL) и Института de Physique Nucléaire de Lyon (INPL) при поддержке Национального института ядерной физики и физики частиц (CNRS/IN2P3) и Национального института универсальных наук (CNRS/INSU). Лаборатория Беркли с помощью Йельского университета разработала камеры, используемые для обнаружения света от SNIFS, а Чикагский университет разработал инструменты для наблюдения за работой SNIFS.
Прибор SNIFS создает спектр в каждой позиции в пределах области шесть на шесть угловых секунд вокруг целевой сверхновой, включая ее родную галактику и окружающее небо, с помощью «единицы интегрального поля», состоящей из массива отдельных линз. Свет извлекается из поля зрения телескопа с помощью небольшой призмы и направляется либо на 8-мегапиксельные астрономические ПЗС-камеры, чувствительные к синему, либо к красному цвету. Вместе эти камеры собирают весь оптический свет от каждой сверхновой.
Отдельная фотометрическая камера, работающая параллельно со спектрографом при идентичных условиях наблюдения, позволяет корректировать спектры с учетом таких переменных, как тонкая облачность. Направляющая камера удерживает спектрограф точно наведенным на цель, каждую секунду измеряя положение направляющей звезды в более широком поле зрения телескопа и при необходимости корректируя прицел.
Доставленный в Хило в марте и собранный в рабочем состоянии на уровне моря, SNIFS был разобран, доставлен на вершину Мауна-Кеа высотой 4 245 метров (почти 14 000 футов) и снова собран в университете. 2,2-метрового телескопа на Гавайях, 6 апреля.
«На уровне моря мы убедились, что все в порядке, а также отрепетировали сборку», - говорит Алдеринг. «Когда вы поднимаетесь на высоту 14 000 футов, все становится сложнее. У всех есть «список дураков», чтобы они не начали что-то делать, а потом забыли, что это было».
Два месяца инженерных работ по настройке и калибровке инструмента на телескопе предшествовали наблюдению SNIFS первой новой сверхновой типа Ia, SN 2004ca, 8 июня в созвездии Лебедя. За этим последовало наблюдение SN 2004cr в созвездии царя Цефея 20 июня. Вскоре начнутся рутинные наблюдения сверхновых, открытых SNfactory.
«Теперь, когда SNIFS работает в обычном режиме, - говорит Алдеринг, - наша повседневная жизнь кардинально изменилась». После многих лет планирования и дистанционных совещаний, в том числе ежемесячных видеоконференций, «уровень активности возрос - каждый день мы должны мгновенно реагировать, когда поступают новые данные о сверхновых».
Впереди полный графикСтратегия SNfactory имеет два «конвейера», первым из которых является поиск сверхновых с использованием автоматизированных широкоугольных обзоров неба. Данные предоставлены 160-мегапиксельной камерой QUEST-II, созданной Йельским университетом и Университетом Индианы и эксплуатируемой в Паломарской обсерватории группой QUEST-II, а также группой по отслеживанию околоземных астероидов Лаборатории реактивного движения и Калифорнийским институтом Технологии. Данные передаются Высокопроизводительной исследовательской и образовательной сетью в Национальный научно-вычислительный центр энергетических исследований (NERSC) в лаборатории Беркли для идентификации вероятных кандидатов в сверхновые.
Идеальным кандидатом является недавно взорвавшаяся сверхновая типа Ia, которая находится достаточно близко, чтобы можно было точно измерить ее спектр и кривую блеска (его восходящая и падающая яркость), но достаточно далеко, чтобы быть «в гладком хаббловском потоке», что означает что его красное смещение в основном связано с расширением Вселенной, на которое не влияет движение его родной галактики в пространстве.
Фаза поиска SNfactory работает уже больше года, хотя и не на полную мощность. «Поиски теперь будут идти полным ходом», - говорит Алдеринг. «Каждую ночь в году мы будем получать несколько кандидатов - больше, чем весь текущий мировой уровень обнаружения».
Второй конвейер SNfactory передает поисковые кандидаты в SNIFS, где определяются тип и красное смещение каждой сверхновой, а наиболее перспективные выбираются и планируются для более детального изучения. SNfactory использует телескоп Гавайского университета три раза в неделю в течение половины ночи - половина начинается в полночь, как любезность для местных наблюдателей - с SNIFS, доступными для других проектов в другое время.
Со временем SNIFS будет работать полностью автоматически. Дистанционное управление телескопом и спектрографом сначала осуществлялось из Хило, Гавайи, а теперь осуществляется из лаборатории Беркли и Франции.
SNIFS может определить конкретные физические характеристики данного типа Ia, в том числе, например, является ли он необычайно энергичным или насколько его свет может быть тусклым из-за пыли в его родной галактике. Такая беспрецедентная спектрографическая и фотометрическая детализация позволяет воспользоваться уникальной характеристикой сверхновых типа Ia: «их можно откалибровать индивидуально, а не просто статистически», - говорит Альдеринг. «Мы сможем с уверенностью измерить светимость. Зная светимость, мы сможем точно определить расстояние."
Собирая большое количество сверхновых типа Ia в потоке Хаббла, ученые SNfactory смогут определить край с низким красным смещением диаграммы светимость-красное смещение, на котором основаны измерения скорости расширения Вселенной. Это, а также детальное понимание физических факторов, вызывающих небольшие вариации спектров типа Ia и кривых блеска, улучшит точность измерений больших красных смещений, имеющих решающее значение для выбора среди множества конкурирующих теоретических моделей темной энергии..
В состав команды Nearby Supernova Factory входят Грег Олдеринг, Питер Ньюджент, Сол Перлмуттер, Лифан Ван, Брайан С. Ли, Роллин Томас, Ричард Скальцо, Майкл Вуд-Вейси, Стюарт Локен и Джеймс Зигрист из лаборатории Беркли.; Жан-Пьер Лемонье, Арлетт Пеконталь, Эммануэль Пеконталь, Кристоф Бонно, Лионель Капоани, Доминик Дюбе, Франсуа Эно и Бландин Ланц из CRAL; Жерар Смаджа, Эммануэль Ганглер, Янник Копен, Себастьен Бонгар и Ален Кастера из INPL; Рейнальд Пейн, Пьер Антилогус, Пьер Астье, Этьен Барреле, Габриэле Гаравини, Себастьян Жиль, Луз-Анжела Гевара, Дидье Имбо, Клэр Журами и Даниэль Винсент из LPNHE; и Рик Кесслер и Бен Дилдей из Чикагского университета. Недавно группа астрофизиков Йельского университета под руководством Чарльза Балтая присоединилась к соседней фабрике сверхновых.
The Berkeley Lab - национальная лаборатория Министерства энергетики США, расположенная в Беркли, штат Калифорния. Он проводит несекретные научные исследования и управляется Калифорнийским университетом. Посетите наш веб-сайт по адресу