خريطة تطورية للكون

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
مصفوفة التلسكوبات الراديوية الأسترالية ذات الكيلومتر المربع الرائد (ASKAP)

خريطة تطور الكون (EMU) مشروع ضخم سيستخدم تلسكوب ASKAP الجديد لإجراء مسح شامل لمصادر الراديو في السماء. من المتوقع أن يرصد EMU حوالي 70 مليون مصدر راديوي. [ 1 ] ستكون معظم هذه المصادر مجرات تبعد ملايين السنين الضوئية، ويحتوي العديد منها على ثقوب سوداء هائلة ، وبعض الإشارات المرصودة ستكون قد أُرسلت بعد أقل من نصف مليار سنة من الانفجار العظيم ، الذي خلق الكون قبل 13.7 مليار سنة. على عكس NVSS، الذي رصد بشكل أساسي النوى المجرية النشطة ، فإن حساسية EMU العالية تعني أن حوالي نصف المجرات المرصودة ستكون مجرات تشكل النجوم.

يتمثل الدافع العلمي الرئيسي لمشروع EMU في محاولة فهم كيفية تشكل النجوم والمجرات في البداية، وكيف تطورت إلى حالتها الراهنة. سيمثل إحصاء 70 مليون مجرة ​​رصدها EMU المجرات في جميع مراحل تطورها المختلفة، مما يسمح بترتيبها تسلسليًا، وبالتالي دراسة كيفية تغير خصائصها مع تطورها. سيتمكن EMU من استكشاف المجرات التي تشكل النجوم حتى انزياح أحمر يبلغ حوالي 1، والنوى المجرية النشطة حتى حافة الكون المرئي ، وسيكشف بلا شك عن فئات جديدة من الأجرام السماوية.

تم اختيار مشروع EMU (مع مشروع WALLABY) كواحد من أفضل مقترحين لمشروع ASKAP من بين 39 مقترحًا أوليًا. [ 2 ] مشروع EMU مشروع دولي، ويتألف فريق EMU من أكثر من 400 فلكي في 21 دولة.

بالإضافة إلى تخطيط وإجراء المسح الراديوي نفسه، يتضمن مشروع EMU أيضًا

  • المشاريع العلمية الرئيسية ، التي ستحقق الأهداف العلمية الرئيسية من مشروع EMU. وتشمل هذه المشاريع تطور المجرات، وعلم الكونيات، وتجمعات المجرات، ومستوى المجرة، والنجوم الراديوية. [ 3 ]
  • مشاريع التطوير ، التي تعمل على تطوير وتحسين الأدوات اللازمة لاستخلاص البيانات العلمية من بيانات EMU. وتشمل هذه المشاريع استخلاص المصادر، [ 4 ] والتحقق من الهوية باستخدام فهارس متعددة الأطوال الموجية، [ 5 ] وتحديد الانزياح الأحمر. وقد أسفر أحد هذه المشاريع التطويرية عن إنشاء مشروع Radio Galaxy Zoo العلمي للمواطنين . [ 6 ]
  • مشاريع التعاون ، التي تقوم بتطوير والحفاظ على التعاون مع مشاريع مسح كبيرة أخرى مثل Meerkat-Mightee و MWA-GLEAM و LOFAR و SkyMapper و WISE و eRosita .
  • مشروع WTF ، الذي سيستخرج بيانات EMU لاكتشافات غير متوقعة غير مدرجة في الأهداف العلمية.

تاريخ

طُرح مشروع EMU في عام 2009 من قِبل فريق بقيادة راي نوريس . وقد صنّفته ASKAP ضمن أفضل مشروعين من بين عشرة مشاريع في مجال علوم المسح، وكان نوريس قائد المشروع، بينما كان كل من أ. هوبكنز ون. سيمور من علماء المشروع. تنحّى سيمور عن منصبه في عام 2018، ونوريس في عام 2020. ويتولى أندرو هوبكنز حاليًا قيادة المشروع. ويضم فريق EMU الآن أكثر من 400 عضو.

نظرة عامة فنية

مشروع EMU هو مشروع مسح راديوي للسماء سيستخدم تلسكوب ASKAP الجديد لإجراء مسح راديوي متصل عميق (~10 ميكروجاي RMS) يغطي كامل سماء نصف الكرة الجنوبي حتى خط عرض +30° شمالًا. وسيتمتع بحساسية تفوق حساسية NVSS بحوالي 40 ضعفًا، ودقة تفوق دقتها بستة أضعاف ، كما سيكون أكثر حساسية للانبعاثات المنتشرة الممتدة، نظرًا لخطوط الأساس القصيرة المدمجة في مصفوفة ASKAP.

سيقوم مشروع EMU بمسح كامل السماء المرئية من تلسكوب ASKAP في حقول مساحتها 30 درجة مربعة . سيتم مسح كل حقل على نطاق تردد 300 ميجاهرتز، من حوالي 1110 إلى 1410 ميجاهرتز، في قنوات عرضها 1 ميجاهرتز، مما يوفر كلاً من الأشكال الطيفية، ومن خلال مشروع POSSUM [ 7 ] ، جميع معلمات ستوكس الأربعة ومقاييس الدوران . ستتم معالجة البيانات في الوقت الفعلي تقريبًا بواسطة معالج خط أنابيب ASKAP. بعد اعتماد البيانات المعالجة من قبل فريق EMU لضمان الجودة، سيتم نشرها للعموم. سيتم بعد ذلك تجميع المكونات الراديوية في مصادر راديوية ، ومطابقتها، حيثما أمكن، مع بيانات أخرى متعددة الأطوال الموجية. ثم ستُضاف إلى كتالوج EMU ذي القيمة المضافة (EVACAT)، والذي سيكون متاحًا فقط لأعضاء فريق EMU لفترة محددة قبل نشره للعموم.

الجدول الزمني: يتكون مشروع EMU من خمس مراحل (التواريخ افتراضية، وتعتمد على تقدم أعمال البناء والتشغيل).

  • المرحلة الأولى من مشروع EMU: دراسة التصميم (2008-2015): تناولت دراسة تصميم EMU قضايا مثل محاكاة أداء تغذية المصفوفة المرحلية، وتطوير خوارزميات التصوير ذات النطاق الديناميكي العالي، واستخراج المصادر وتحديدها، وما إلى ذلك. كما أنها تجري تجارب علمية تجريبية في مجالات مثل مجالات ATLAS وSCORPIO وCOSMOS، لتوجيه العلوم النهائية لمشروع EMU.
  • المرحلة الثانية من مشروع EMU: تشغيل BETA (2013-2015) ساهم فريق EMU بحماس في عملية تشغيل ASKAP، بما في ذلك استخدام مصفوفة اختبار Boolardy المكونة من 6 هوائيات (BETA) لإجراء الملاحظات الأولى، وتصحيح أخطاء التلسكوب ومعالجته.
  • المرحلة الثالثة من مشروع EMU: تشغيل جهاز ASKAP-12: في عام 2016، تم تسليم جهاز ASKAP (ASKAP-12) جاهزًا للاستخدام العلمي، مزودًا باثني عشر هوائيًا من أصل ستة وثلاثين هوائيًا مزودة بمُرشِّحات طاقة ADE (MkII) (بالإضافة إلى ستة هوائيات مزودة بمُرشِّحات طاقة BETA، والتي من غير المتوقع استخدامها). تلت ذلك فترة طويلة من التشغيل التجريبي وضبط الجهاز.
  • المرحلة الرابعة من مشروع EMU: العلوم المبكرة: ستُجرى أولى عمليات الرصد العلمي باستخدام مصفوفة ASKAP-12، بدءًا من أوائل عام 2016. وقد رُصد عدد من المشاريع العلمية، مما أسفر عن نشر عدد من الأوراق البحثية. وخلال هذه الفترة، جُهزت الهوائيات الإضافية تدريجيًا بوحدات PAF.
  • المرحلة الخامسة من مشروع EMU: المسوحات التجريبية. رُصد أول حقل تجريبي لمشروع EMU في الفترة 2019-2020، ونُشرت ورقة بحثية تعرض النتائج الرئيسية. [ 8 ] نُشرت عدة أوراق علمية، من بينها اكتشاف دوائر الراديو الغريبة .
  • المرحلة الخامسة من مشروع EMU: المسح العلمي الكامل (2022). من المتوقع أن تستغرق عمليات الرصد الخاصة بمشروع EMU ما يصل إلى خمس سنوات من وقت التلسكوب. ويُؤمل في نهاية المطاف دمج بيانات WALLABY مع بيانات EMU للحصول على صورة أكثر دقة للسماء.

مراجع

  1. ↑ نوريس، آر بي، وآخرون، EMU: خريطة تطورية للكون، PASA (2015)، المجلد 28، العدد 2، الصفحات 215-248. https://adsabs.harvard.edu/abs/2011PASA...28..215N
  2. ↑ جونستون، إس، وآخرون، العلم مع ASKAP. المشروع الأسترالي الرائد لمصفوفة الكيلومتر المربع، علم الفلك التجريبي (2008)، المجلد 22، ص 151. https://adsabs.harvard.edu/abs/2008ExA....22..151J
  3. ↑ أومانا، ج. وآخرون، SCORPIO: مسح معمق لانبعاثات الراديو من دورة حياة النجم، MNRAS (2015)، المجلد 454، ص 902. https://adsabs.harvard.edu/abs/2015MNRAS.454..902U
  4. ↑ هوبكنز، أ. وآخرون، تحدي بيانات البحث عن المصادر ASKAP/EMU، PASA (2015)، قيد النشر. https://adsabs.harvard.edu/abs/2015arXiv150903931H
  5. ↑ فان، د. وآخرون، مطابقة فهارس الراديو مع الهندسة الواقعية: تطبيق على SWIRE وATLAS، MNRAS (2015)، 451، 1299. https://adsabs.harvard.edu/abs/2015MNRAS.451.1299F
  6. ↑ بانفيلد، ج. وآخرون، حديقة مجرات الراديو: المجرات المضيفة والأشكال الراديوية المستمدة من الفحص البصري، MNRAS (2015)، 453، 2326. https://adsabs.harvard.edu/abs/2015MNRAS.453.2326B
  7. ↑ غاينسلر، ب. وآخرون، المسح العلمي باستخدام ASKAP: مسح استقطاب السماء لمغناطيسية الكون (POSSUM)، نشرة الجمعية الفلكية الأمريكية (2010)، المجلد 42، ص 515. https://adsabs.harvard.edu/abs/2010AAS...21547013G
  8. ↑ نوريس، آر بي، وآخرون، المسح التجريبي للخريطة التطورية للكون، PASA (2021)، المجلد 38، ص 46 https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021PASA...38...46N