Aby se napomohlo trávení nové éry v radioastronomii, objevuje se v Nizozemském Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) nová technika pro zlepšení. Přidáním destičky detektorů do ohniskové roviny pouze jedné ze 14 rádiových antén na WSRT dokázali astronomové z Nizozemského institutu pro radioastronomii (ASTRON) zobrazit dva pulsary oddělené více než 3,5 stupni oblouku, což je asi 7násobek velikosti úplňku, jak je vidět ze Země.
Nový projekt - zvaný Apertif - používá řadu detektorů v ohniskové rovině rádiového dalekohledu. Tento „fázový zdroj pole“ - vyrobený ze 121 samostatných detektorů - zvyšuje zorné pole rádiového dalekohledu více než 30krát. Při tom astronomové vidí v rádiovém spektru větší část oblohy. Proč je toto důležité? V souladu s naší analogií potravinového kurzu si představte, že se pokusíte sníst misku polévky s náprstkem - najednou můžete do úst dostat jen malou část polévky. Pak si představte, jak se snaží jíst s naběračkou.
Stejná analogie pozorování a pozorování oblohy u rádiových zdrojů platí. Tom Oosterloo, řešitel principu projektu Apertif, vysvětluje maso nové techniky:
"Přenos fázovaných polí sestává ze 121 malých antén, těsně zabalených dohromady." Tato matice pokrývá asi 1 metr čtvereční. Každý WSRT bude mít takovou anténní matici ve svém zaměření. Tato matice plně vzorkuje radiační pole ve fokální rovině. Kombinací signálů všech 121 prvků se „složené paprsky“ [sic], které mohou být řízeny tak, aby směřovaly na libovolné místo uvnitř oblasti 3 × 3 stupně na obloze. Kombinací signálů všech 121 prvků může být optimalizována odezva dalekohledu, tj. Všechna optická zkreslení mohou být odstraněna (protože je radiační pole plně změřeno). Tento proces se provádí paralelně 37krát, tj. Vytvoří se 37 složených paprsků. Každý složený paprsek v podstatě funguje jako samostatný dalekohled. Pokud to uděláme ve všech miskách WSRT, máme paralelně 37 WSRT. Nasměrováním všech paprsků na různá místa v oblasti 3 × 3 stupně můžeme tuto oblast pozorovat úplně. “
Jinými slovy, tradiční radioteleskopy používají pouze jediný detektor v ohniskové rovině dalekohledu (kde je celé záření zaměřeno dalekohledem). Nové detektory jsou poněkud jako CCD čip ve vaší kameře, nebo ty, které se používají v moderních optických dalekohledech, jako je Hubble. Každý samostatný detektor v poli přijímá data a kombinací dat do složeného obrazu může být zachycen vysoce kvalitní obraz.
Nové pole také rozšíří zorné pole rádiového dalekohledu, který umožnil toto nejnovější pozorování široce oddělených pulsarů na obloze, což je mezníkový test projektu. Jako nový bonus nový detektor zvýší účinnost „clony“ na přibližně 75%, oproti 55% u tradičních antén.
Dr. Oosterloo vysvětlil: „Účinnost clony je vyšší, protože máme mnohem větší kontrolu nad radiačním polem v ohniskové rovině. U klasických systémů s jednoduchými anténami (jako u starých WSRT nebo jako v eVLA) měří záření pouze v jednom bodě. Měřením radiačního pole v celé ohniskové rovině a chytrým spojením signálů všech prvků lze minimalizovat efekty optického zkreslení a větší část přicházejícího záření lze použít k zobrazení oblohy. “
Prozatím existuje pouze jedna ze 14 rádiových antén vybavených Apertifem. Joeri Van Leeuwen, výzkumný pracovník společnosti ASTRON, uvedl v e-mailovém rozhovoru, že v roce 2011 bude 12 antén vybaveno novým detektorovým polem.
Sky ankety byly v posledních letech pro astronomy přínosem. Tím, že astronomové odebrali obrovské množství dat a zpřístupnili je vědecké komunitě, dokázali provést mnohem více objevů, než kolik by dokázali, kdyby se časem ucházeli o různé nástroje.
Přestože v rádiovém spektru jsou některá průzkumy oblohy, které byly dosud dokončeny - průzkum VLA FIRST je nejvýznamnějším - pole má dlouhou cestu. Apertif je prvním krokem ve směru pozorování celé oblohy v rádiovém spektru s velkými detaily a očekává se, že pomocí této techniky bude dosaženo mnoha objevů.
Očekává se, že Apertif objeví více než 1 000 pulsarů na základě současného modelování populace galaktických pulsarů. Bude to také užitečný nástroj při studiu neutrálního vodíku ve vesmíru ve velkém měřítku.
Dr. Oosterloo et. al. napsal v příspěvku zveřejněném na Arxivu v červenci 2010: „Jednou z hlavních vědeckých aplikací širokopásmových radioteleskopů pracujících na frekvencích GHz je pozorovat velké objemy prostoru, aby bylo možné provést inventuru neutrálního vodíku ve vesmíru. S takovými informacemi lze velmi podrobně studovat vlastnosti neutrálního vodíku v galaxiích jako funkci hmoty, typu a prostředí, a co je důležitější, poprvé je možné se zabývat vývojem těchto vlastností s červeným posunem. “
Přidání rádiového spektra k viditelným a infračerveným průzkumům oblohy by pomohlo doladit současné teorie o vesmíru a také nové objevy. Čím více očí na obloze máme v různých spektrech, tím lépe.
Přestože je Apertif prvním prvním používaným detektorem, existují plány na aktualizaci dalších radioteleskopov pomocí této technologie. Oosterloo řekl o dalších takových projektech: „Informační kanály řady Phased jsou také vytvářeny společností ASKAP, australským SKA Pathfinder. Toto je nástroj s podobnými vlastnostmi jako Apertif. Je to náš hlavní konkurent, i když také spolupracujeme na mnoha věcech. Vím také o prototypu, který je v současné době testován na Arecibo. V Kanadě pracuje DRAO [Dominion Radio Astrophysical Observatory] na vývoji fázového pole. Pouze společnosti Apertif a ASKAP však v krátkodobém výhledu postaví skutečný radioteleskop s pracovními fázovými fázovými kanály. “
22. a 23. listopadu proběhlo vědecké koordinační setkání o projektu Apertif v Dwingeloo, Drenthe, Nizozemsko. Oosterloo uvedl, že setkání se zúčastnilo 40 astronomů z Evropy, USA, Austrálie a Jižní Afriky, aby diskutovali o budoucnosti projektu, a že existuje velký zájem o potenciál této techniky.
Zdroje: tisková zpráva ASTRON, Arxiv, e-mailový rozhovor s Dr. Tom Oosterloo a Dr. Joeri Van Leeuwen
