Када гледате у ноћно небо очима или телескопом, видите Универзум у спектру видљиве светлости. А то је превише лоше јер су различите таласне дужине боље од других за откривање мистерија свемира. Технологија нам може омогућити да „видимо“ оно што наше очи не могу, а инструменти овде, на Земљи и у свемиру, могу открити ове различите врсте зрачења. Субмилиметарска таласна дужина део је радио спектра и даје нам врло добар преглед објеката који су веома хладни - то је већи део Универзума. Паул Хо је са Центра за астрофизику Харвард-Смитхсониан и астроном који ради у свету субмиллиметра. Говори ми из Цамбридгеа, Массацхусеттс.
Слушајте интервју: Спремите се за Дееп Импацт (4.8 МБ)
Или се претплатите на Подцаст: универсетодаи.цом/аудио.кмл
Фрасер Цаин: Можете ли ми дати позадину на спектру субмилиметра? Где то одговара?
Паул Хо: Субмилиметар, формално, је на таласној дужини од 1 милиметра и краћем. Дакле, 1 милиметарска таласна дужина одговара око 300 гигахерца или 3 × 10 ^ 14 херца. Дакле, то је врло кратка таласна дужина. Од тога до таласне дужине од око 300 микрона, или трећине милиметра, називамо подмилиметарски распон. То је врста онога што називамо крај атмосферског прозора што се тиче радија, јер краће, око трећине милиметра, небо постаје суштински непрозирно због атмосфере.
Фрасер: Дакле, ово су радио таласи, попут онога што бисте слушали на радију, али много краће - ништа што бих икада могао да покупим на свом ФМ радију. Зашто су добри за гледање Универзума тамо где је хладно?
Хо: Сваки објекат за који знамо или видимо, обично зрачи ширењем енергије која карактерише материјале о којима говоримо, па тако називамо и спектар. И овај енергетски спектар обично има вршну таласну дужину - или таласну дужину на коју зрачи највећи део енергије. Та карактеристична таласна дужина зависи од температуре објекта. Дакле, што је топлији објект, то је краћа таласна дужина, а што је хладнији објект, то је већа таласна дужина. За Сунце, које има температуру од 7000 степени, имали бисте вршну таласну дужину која излази у оптику, што је и разлог зашто су нам очи подешене на оптичку, јер живимо близу Сунца. Али како се материјал хлади, таласна дужина тог зрачења постаје све дужа и дужа, а када се спустите на карактеристичну температуру од рецимо 100 степени изнад Апсолутне Нулте, та вршна таласна дужина настаје неким делом у далеком инфрацрвеном или субмилиметру. Дакле, таласна дужина од око 100 микрона или мало дужа од оне, што је ставља у подмилиметарски распон.
Фрасер: А кад бих могао да заменим очи и заменим их сетом субмилиметарских очију, шта бих могао да видим када бих погледао у небо?
Хо: Наравно, небо би и даље било прилично хладно, али почели бисте сакупљати много ствари које су прилично хладне, које не бисте видели у оптичком свету. Ствари попут материјала који се врте око хладне звезде, реда од 100 Келвина; џепови молекуларног гаса где звезде формирају - биле би хладније од 100 К. Или у веома удаљеном, раном Универзуму када се галаксије први пут саставе, овај материјал је такође веома хладан, што не бисте могли да видите у оптичком свету , које бисте могли да видите у подмилиметру.
Фрасер: Које инструменте користите овде или у свемиру?
Хо: Постоје земаљски и свемирски инструменти. Пре 20 година, људи су почели да раде у подмилиметру, а постојало је неколико телескопа који су почели да раде у овој таласној дужини. На Хавајима, на Мауна Кеа, постоје два: један се зове Јамес Цлерк Маквелл телескоп, пречника око 15 метара, као и Цалмутски субмилиметарни опсерваториј, пречника око 10 метара. Изградили смо интерферометар, то је низ телескопа који су координирани да делују као јединствени инструмент на врху Мауна Кеа. Дакле, 8 телескопа класе 6 метара, који су повезани заједно и могу се раздвојити или померити ближе једноструком, до максималне основне линије или раздвајања од пола километра. Дакле, овај инструмент симулира веома велики телескоп, на максималној величини од пола километра, и самим тим постиже веома висок угао разлучивости у поређењу с постојећим једноелементним телескопима.
Фрасер: Пуно је лакше комбиновати светло са радио телескопа, па претпостављам да сте због тога у могућности то учинити?
Хо: Па, техника интерферометра користи се у радију већ дуже време, тако да смо ову технику прилично усавршили. Наравно, у инфрацрвеном и оптичком погледу људи такође почињу да раде на овај начин, радећи на интерферометрима. У основи, комбинујући зрачење, морате да пратите фазни фактор зрачења који долази. Обично објашњавам ово као да имате јако велико огледало и разбијете га, тако да само резервишите пар комада огледала, а затим Ако желите да реконструишете податке из тих неколико делова огледала, морате да урадите неколико ствари. Прво, морате да будете у могућности да комаде огледала држите поравнане, у односу на друге, баш као што је то био случај када је то било једно цело огледало. И друго, да бисте могли исправити квар, из чињенице да постоји много информација које недостају са толико комада огледала који нису тамо, а ви само узоркујете неколико комада. Али ова специфична техника названа синтеза бленде, а то је да се направи веома велики телескоп бленде коришћењем ситних комада, наравно, производ је Нобелове награде коју су Риле и Хевисх добили пре неколико година.
Фрасер: Који ће се инструменти убудуће развијати како би се искористила та таласна дужина?
Хо: Након што су наши телескопи изграђени и радимо, постојат ће још већи инструмент који се сада гради у Чилеу, а зове се Атацама Ларге Миллиметер Арраи (АЛМА), који ће се састојати од много више телескопа и већих отвора, који ће бити много осетљивији од нашег пионирског инструмента. Али надамо се да ће наш инструмент открити знакове и природу света у субмилиметарској таласној дужини пре него што се појаве већи инструменти како би могли да прате и обављају осетљивији рад.
Фрасер: Колико ће даље моћи да изгледају ти нови инструменти? Шта би они могли видети?
Хо: Једна од циљева наше дисциплине субмилиметарске астрономије је осврнути се на време у најранији део Универзума. Као што сам раније напоменуо, у раној фази Свемира, када је формирао галаксије, они имају тенденцију да буду много хладнији у раним фазама када су се галаксије састављале, и она ће зрачити, мислимо, углавном у подмилиметру. А можете их видети, на пример, помоћу телескопа ЈЦМ на Мауна Кеа. Можете видети неке ране Универзуме, које су веома високо измењене галаксије; оне нису видљиве у оптичкој, али су видљиве у субмилиметру, и овај низ ће их моћи сликати и врло активно их лоцирати на месту где се налазе на небу како бисмо их могли даље проучавати. Ове врло ране галаксије, ове ране формације, за које мислимо да су на веома великим црвеним помацима - дајемо овај број З, који је црвени помак 6, 7, 8 - врло рано у формирању Универзума, тако да се осврћемо на можда 10% времена када се Универзум састављао.
Фрасер: Моје последње питање за вас ... Дееп Импацт ће се појавити за неколико недеља. Да ли ће и ваше опсерваторије посматрати ово?
Хо: О да, наравно. Заиста смо заинтересирани за Дееп Импацт. За наш инструмент, ми смо проучавали тела типа Сунчевог система, а то укључује не само планете, већ и комете како се приближавају или утичу, очекујемо да видимо материјал за испуцати, што би требало да пратимо у подмилиметру јер ћемо гледати не само емисију прашине, већ ћемо моћи и посматрати спектралне линије гасова који излазе. Дакле, очекујемо да ћемо моћи да обратимо пажњу на овај догађај и да га такође замислимо.
Паул Хо је астроном из Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику у Цамбридгеу, Массацхусеттс.
