Ученые из отделов космической науки и дистанционного зондирования NRL в сотрудничестве с исследователями из Университета Нью-Мексико (UNM) и Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), расположенной в Сокорро, штат Нью-Мексико, получили первые научные результаты из демонстрационная матрица длинных волн (LWDA). Измерения были получены во время полевых испытаний и калибровки двух прототипов антенн для гораздо большей длинноволновой решетки (LWA), которая в конечном итоге будет состоять из почти 13 000 подобных антенн.
Использование радиоизлучения остатка сверхновой (SNR) Кассиопеи A (Cas A) возрастом около 300 лет - одного из самых ярких астрономических радиоисточников на небе - для установления базовых измерений, ученый NRL и Национальный исследовательский совет (NRC) постдокторант доктор Джейк Хартман использовал LWDA для подтверждения и расширения исследования, инициированного коллегой постдоком NRL-NRC доктором Джозефом Хелмбольдтом.
Используя радиотелескоп Very Large Array (VLA) NRAO, исследование доктора Гельмбольдта показало, что постепенно ослабевающий Cas A демонстрирует признаки «более мягкого» плавного, векового уменьшения и очевидной краткосрочной изменчивости на частотах ниже 100 МГц.
«Давно известно, что Cas A затухает, но более медленное, казалось бы, неравномерное уменьшение на частотах ниже 100 МГц остается спорным», - сказал доктор Намир Кассим, астроном и ученый проекта LWA, NRL. «Открытие доктора Хартмана подтверждает это предположение и обеспечивает убедительную поддержку того, что потребуется более частая выборка во времени, чтобы определить, содержат ли краткосрочные вариации неслучайный компонент."
Доктор. Измерения Гельмбольдта смогли значительно улучшить ограничения на плавное вековое уменьшение, подтвердив более ранние признаки того, что уменьшение было медленнее, чем первоначально определено несколько десятилетий назад. Он также смог проверить более ранние признаки вариаций в более коротких временных масштабах, включая возможность того, что они могут содержать синусоидальную составляющую.
С научной точки зрения, эти новые измерения, сделанные доктором Хартманом, важны, потому что они должны быть объяснены теорией диффузионного ударного ускорения, которая помогает описать, как взрывная волна от относительно недавнего взрыва сверхновой, такой как Cas A, способна ускорять релятивистские частицы. и генерируют радиоизлучение. Теория должна учитывать как относительно плавную долговременную скорость постепенного затухания излучения, так и краткосрочную изменчивость, которая, вероятно, связана со свойствами области, в которую расширяется SNR.
Результат впечатляет, потому что он представляет собой «первую науку», и становится все более интригующим, поскольку он основан на измерениях только с двух дипольных антенн, по сравнению с более чем 13 000, которые в конечном итоге составят полную LWA., - сказал Др. Пол Рэй, астроном, NRL. «Для проекта, более широкие цели которого включают в себя привлечение и обучение следующего поколения молодых ученых-радиологов, мы гордимся тем, что этот первый астрономический результат стал результатом работы двух постдоков, ни один из которых не был экспертом в этой области исследований».
После завершения LWA обеспечит совершенно новый вид неба в радиочастотном диапазоне 20-80 МГц, который в настоящее время является одним из наиболее плохо изученных в астрономии областей электромагнитного спектра. LWA сможет делать чувствительные изображения с высоким разрешением, быстро сканируя небо в поисках новых и временных источников радиоволн, которые могут отражать взрывы далеких массивных звезд или обнаруживать излучения планет за пределами нашей Солнечной системы и ранее неизвестные объекты или объекты. явления.
«Сейчас мы прокладываем инфраструктуру для первой антенной станции LWA, - сказал Джо Крейг, системный инженер LWA, UNM. «Это действительно захватывающий период для всех участников».
LWA также обеспечит беспрецедентную оценку турбулентности и волн в ионосфере Земли вместе с уникальной диагностикой явлений, проявляющихся через связь между Солнцем и Землей, также известную как «космическая погода»..
Доктор. Работа Хартмана, описывающая его измерения на основе LWDA, была опубликована в качестве технического меморандума LWA, а статья доктора Хельмбольдта о вековом уменьшении Cas A, основанная на объединенных данных VLA и LWDA, появится в сентябрьском выпуске Astronomical Journal за 2009 г..
LWDA финансировалась NRL и была создана Лабораторией прикладных исследований Техасского университета в Остине. Финансирование проекта LWA под руководством Университета Нью-Мексико находится в ведении Управления военно-морских исследований, при этом исследования совместно спонсируются Лабораторией военно-морских исследований Университета Нью-Мексико, Национальной лабораторией Лос-Аламоса, Лабораторией реактивного движения, Технологическим институтом Вирджинии и Университет Айовы в сотрудничестве с Национальной радиоастрономической обсерваторией. NRAO является учреждением Национального научного фонда, управляемым по соглашению о сотрудничестве Associated Universities, Inc..