Jak zbudować Evryscope

Jednym z problemów z teleskopami jest to, że w danym momencie mogą zajrzeć tylko na mały kawałek nieba. Astronomowie próbowali obejść ten problem, łącząc wiele obrazów, każdy o szerokości zaledwie kilku stopni, które obejmują różne obszary nieba. Te najnowocześniejsze systemy mogą codziennie tworzyć mapę całego nieba.

Jednak astronomowie doskonale wiedzą, że wiele interesujących zdarzeń zachodzi w znacznie krótszych skalach czasowych, takich jak tranzyty egzoplanet przez inne gwiazdy, zaćmienia gwiazd podwójnych, rozbłyski gamma i tak dalej. Uchwycenie zmian związanych z tymi wydarzeniami wymaga znacznie szybszego sposobu fotografowania całego nieba.

Dzisiaj Nicholas Law i koledzy z University of North Carolina w Chapel Hill twierdzą, że opracowują właśnie taki zestaw. Ich nowy teleskop w skali gigapikselowej będzie w stanie jednocześnie i nieprzerwanie fotografować całe niebo przy stosunkowo niskich kosztach. Rzeczywiście, instrument ten reprezentuje całkowicie nowy typ teleskopu, który Law i wsp. nazywają Evryscope, od greckiego słowa oznaczającego szerokie pole widzenia.

Projekt jest w zasadzie prosty. Składa się z 23 małych teleskopów zamontowanych na półkulistej kopule, która może obracać się, aby śledzić niebo. Każdy mały teleskop ma aperturę 7 cm i pole widzenia kilkuset stopni kwadratowych. Każdy z nich skupia światło na 29-megapikselowym chipie.

Kopuła jest zaprojektowana tak, aby pola widzenia każdego z małych teleskopów pokrywały się, pokrywając jednocześnie około 10 000 stopni kwadratowych nieba i wytwarzając obrazy o rozdzielczości 0,7 gigapiksela. Kopuła obraca się na montażu paralaktycznym, dzięki czemu Evryscope może rejestrować ekspozycje do 3 godzin przed cofnięciem się i śledzeniem następnego obszaru nieba.

Daje to obrazy o rozdzielczości 700 megapikseli co dwie minuty z szybkością transmisji danych 5 MB na sekundę. Będzie ono przechowywane na jednostce pamięci o pojemności 20 TB, która powinna pomóc w obsłudze danych z trzech miesięcy, zakładając, że przez dwie trzecie czasu pogoda będzie dobra.

Same małe teleskopy są prostymi - w zasadzie obiektywami kamer umieszczonymi na chipach CCD. Law i spółka eksperymentowali z obiektywami Canon 50mm i 85mm F/1.2. I mieli dwa teleskopy z tymi soczewkami działające automatycznie w Arktyce przez ostatnie dwie zimy. Mówią, że instrumenty działały mniej więcej perfekcyjnie, a ludzie nie byli obecni nawet przez większość czasu.

Co ciekawe, Canon 85 mm F/1.2 kosztuje około 2000 dolarów. Ale Law i współpracownicy twierdzą, że testowali obiektyw Rokinon 85 mm F/1.4, który daje podobne wyniki, kosztem zaledwie około 200 dolarów, czyli o rząd wielkości mniej. Jeśli okaże się to wykonalną opcją, może to znacznie obniżyć koszt Evryscope.

Tak czy inaczej, mówią, że w przyszłym roku powinni mieć działający prototyp Evryscope. Z tylko jedną ruchomą częścią, napędem równikowym, system powinien być niezawodny, co jest podstawowym wymogiem dla urządzenia, które będzie działać automatycznie, nawet bez obecności człowieka.

To może zrobić jakąś cenną pracę. Law i wsp. twierdzą, że ich Evryscope powinien być w stanie wyszukiwać egzoplanety wokół pobliskich jasnych gwiazd, a nawet szukać planet skalistych w strefach zamieszkałych wokół pobliskich karłów typu M.

A ponieważ Law i spółka zamierzają przechowywać wszystkie dane wytwarzane przez Evryscope, powinien on być również przydatny do badania po fakcie każdego zdarzenia na nocnym niebie. Pozwoli to astronomom zbadać odpowiedni obszar nieba na dni, tygodnie, a nawet miesiące przed supernowymi lub rozbłyskami gamma, szukając interesujących zdarzeń prekursorowych.

To będzie ciekawy zestaw. Systemy Evryscope oferują nową możliwość: nieprzerwanie rejestrowany obraz dużej części widzialnego nieba, z możliwością śledzenia poszczególnych zdarzeń i obiektów w skali czasu minuta po minucie w danych archiwalnych, powiedzmy Law i spółka.

W najbliższej przyszłości powinni to zrobić stosunkowo niskim kosztem. Spodziewamy się wdrożyć prototyp systemu Evryscope na początku 2015 r., a następnie pełny system, jak mówią.

Będziemy obserwować, co się stanie.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1407.0026 : Evryscope: pierwszy gigapikselowy teleskop pełnego nieba

ukryć