Gökbilimciler robotik gözleri kozmik evimiz Samanyolu’na odakladı

Çığır açan bir robotik yenilik sayesinde, Toronto Üniversitesi’ni içeren uluslararası bir işbirliği, kozmik evimiz Milky’nin yapısını ve evrimini araştıran 20 yıllık bir araştırma projesi olan Sloan Dijital Gökyüzü Anketi’ni (SDSS) geliştirdi. Yol galaksisi.

SDSS-V olarak adlandırılan projenin beşinci aşamasının merkezinde yeni bir Odak Düzlemi Sistemi (FPS) yer alıyor. Sistem, gökbilimcilerin bir teleskopun odak düzleminde metal bir plakaya açılan deliklere yüzlerce optik fiberi manuel olarak takmasını gerektiren yüzlerce yıldızın eşzamanlı gözlemlerini yapmak için zaman alıcı, uygulamalı bir yaklaşımın yerini alıyor.

Bu yeni yenilikle, sistemin 500 robotik konumlandırıcı birimi, insan elinin yerini alıyor ve optik fiberleri, her biri hedef alan içinde belirli bir yıldızın ışığını toplayabilmesi için teleskopun odak düzlemindeki konumuna hassas bir şekilde yönlendiriyor.

SDSS’nin beşinci aşaması olan SDSS-V’nin yöneticisi ve U of T’nin Kanada Teorik Astrofizik Enstitüsü’nün (CITA) yöneticisi Juna Kollmeier, “Gecede birkaç bin spektrum toplamaktan yaklaşık 15 bine gidiyoruz” diyor.

“Çalışma şeklimizde sadece daha fazla nesneyi araştırmamıza değil, aynı zamanda bu sistemleri zaman içinde, daha önce erişemediğimiz zaman ölçeklerinde araştırmamıza izin verecek harika bir değişiklik. Bu, muazzam bir yeni bilim zenginliği açar.”

Kollmeier’e ek olarak, SDSS-V’ye dahil olan diğer U of T astronomları arasında Doçent Jo Bovy, Yardımcı Doçent Maria Drout ve Yardımcı Doçent Ting Li bulunmaktadır – hepsi David A. Dunlap Sanat ve Bilim Fakültesi astronomi ve astrofizik bölümünden —ve Banting-Dunlap-CITA doktora sonrası araştırmacısı Ted Mackereth.

Yeni robotik FPS’nin geliştirilmesi, Ohio Eyalet Üniversitesi’nin Görüntüleme Bilimleri Laboratuvarı, Washington Üniversitesi, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ve Pasadena’daki Carnegie Gözlemevleri dahil olmak üzere uluslararası bir ekip tarafından beş yıllık bir çabayla gerçekleşti.

Tasarım ekipleri, nerede olurlarsa olsunlar (bazıları kendi garajlarında ve arka bahçelerinde) bileşenleri geliştirip inşa ederek ve daha fazla montaj için başka bir yere göndererek küresel pandeminin yol açtığı çok sayıda zorluğun üstesinden geldi. Robotlar İsviçre’de üretildi ve Columbus, Ohio’daki ana mekanik birimlere entegre edildi.

SDSS’nin önceki aşamaları, bir yıldızın ışığını farklı dalga boylarında ölçebilen araçlar olan spektrografları kullanarak ev galaksimizde milyonlarca yıldızı gözlemledi. Ortaya çıkan spektrum, yıldızlar hakkında dikkate değer miktarda bilgi ortaya koyuyor: yaşları, sıcaklıkları, kimyasal bileşimleri, hareketleri ve daha fazlası.

İki FPS birimi vardır. Bunlardan biri New Mexico’daki Apache Point Observatory’deki (APO) Sloan Foundation 2,5 metrelik teleskopta çalışıyor. İkinci bir ünite yapım aşamasındadır ve tamamlandığında kuzey Şili’deki Las Campanas Gözlemevi’nde bir teleskop üzerinde çalışacaktır. (1987’de Las Campanas Gözlemevi’nde, T astronomu Ian Shelton’ın U’su, Samanyolu galaksisinin yoldaş galaksisi Büyük Macellan Bulutu’nda patlayan bir yıldız olan Supernova 1987A’yı ilk gören iki gözlemciden biriydi.)

FPS, SDSS-V’deki üç temel bilim programından ikisini etkinleştirecek: Samanyolu Eşleştiricisi (MWM) ve Kara Delik Eşleştiricisi (BHM). Bu projeler birlikte, kendi galaktik arka bahçemizdeki yıldızlardan hayal edilemeyecek kadar uzaktaki süper kütleli kara deliklere kadar gökyüzüne yayılmış milyonlarca nesneden veri toplayacak.

MWM, ev galaksimizi benzeri görülmemiş ayrıntılarla inceleyecek. Galaksinin yıldızlarının ve nasıl hareket ettiklerinin yüksek çözünürlüklü bir haritasını oluşturmak için Samanyolu içindeki benzersiz bakış açımızdan yararlanacak.

MWM ayrıca kütleleri, yaşları, kimyasal bileşimleri, yoldaşların varlığını ve her türden büyük yıldız örnekleri için bir dizi başka özelliği de ölçecek – sıcak kütleli yıldızlar, henüz oluşmaya başlayan yıldızlar ve ölü kalıntıları olan beyaz cüceler de dahil. Güneşimiz gibi yıldızlar. Aynı zamanda, çok eşli sistemlerin ne sıklıkla oluştuğunu ve bunların nasıl yapılandırıldığını neyin belirlediğini anlamak için on binlerce çok yıldızlı ve gezegensel sistemi hedef alacaktır.

Daha uzağa bakan BHM, evrendeki en parlak nesneler arasında yer alan kuasarları inceleyecek. Galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara deliklere akan malzeme ile güçlendirilen kuasarlar, bu devlerin kozmik zaman içindeki büyümesini izlemek için işaretçiler olarak kullanılabilir. SDSS-V, karadeliklerinin kütlelerini ölçmek, maddeyi nasıl yuttuklarının fiziğini anlamak ve milyarlarca yıl boyunca büyümelerinin izini sürmek için 300.000’den fazla kuasar hakkında veri toplayacak.

Milyonlarca Samanyolu Gökadası yıldızı, yüz binlerce uzak kuasar gibi çarpıcı biçimde farklı hedef türlerinin bu geniş örnekleri, SDSS-V’yi diğer araştırmalardan ayıran ve yeni FPS sistemi tarafından etkinleştirilen kilit unsurlar arasındadır.

Kollmeier, “Bu proje, dünyanın dört bir yanından 50’den fazla kurumdaki bilim insanlarının katkılarını içeren, gerçek anlamda işbirliğine dayalı bir projedir” diyor.

“Küresel bir pandeminin ortasında olmamıza rağmen bu teknolojik dönüm noktasına ulaştığımız için heyecanlıyız ve bu değişimin projenin çalışmasını nasıl geliştireceğine tanık olmaktan heyecan duyuyoruz.”