Відлік для космічного телескопа Planck працює

Дослідники комплектують програмне забезпечення для європейської супутникової місії

Погляньте назад на 13, 8 мільярда років: Супутник Планка має захопити космічне випромінювання фону з небувалою точністю і таким чином забезпечити уявлення про народження Всесвіту. © ESA
читати вголос

З безпрецедентною точністю супутник Планка повинен слухати відгомін Великого вибуху в майбутньому, а отже, і в розплідник Всесвіту. Мета міжнародної місії, яка, як очікується, розпочнеться 16 квітня 2009 року, - вимірювати космічний мікрохвильовий фон. Зараз дослідники Макса Планка завершили важливий програмний компонент нового космічного телескопа і передали його співпраці під керівництвом Європейського космічного агентства ESA.

Всі структури, такі як галактики, скупчення галактик і нитки, які ми бачимо у Всесвіті сьогодні, були створені через 380 000 років після Великого вибуху у вигляді невеликих коливань щільності речовини. У той час Всесвіт стала прозорою. Виділене світло Великого вибуху все ще знаходиться в Космосі сьогодні і може вимірюватися як космічне мікрохвильове випромінювання. Це випромінювання забезпечує справжню картину Всесвіту, як це виглядало 13, 8 мільярда років тому - саме в той час, коли він став прозорим.

Фон мікрохвильової печі, за який в 2006 році була присуджена перша Нобелівська премія з фізики, показує ці початкові коливання щільності як невеликі перепади температури. Це передбачив 40 років тому Рашид Суняєв, нині директор Інституту астрофізики Макса Планка. Через двадцять п’ять років супутник COBE фактично його виявив.

Планк вимірює мікрохвильове випромінювання

Космічний телескоп Планка полягає в вимірюванні цього випромінювання протягом півтора-двох з половиною років на його місці поблизу так званої другої лагрангійської точки системи Сонце / Земля за допомогою одного високого та одного низькочастотного приладу та дев'яти різних діапазонів частоти. Визначаючи перепади температур, Планк не буде вивчати лише ранні етапи нашого Всесвіту.

З отриманих даних вчені сподіваються на відповіді на важливі питання космології: що саме сталося під час великого удару? З яких типів речовини, радіації та енергії складається сучасний Всесвіт? Скільки років і як сформувалися його структури? дисплей

Подібно до цього моделювання, Планк міг записати молодий всесвіт у світлі мікрохвильових печей. Центр аналізу MPA Planck

Теорія інфляції на тестовому стенді

Крім того, метрика може допомогти перевірити теорію інфляції. Перед тим, як Всесвіту було десять-тридцять п’ять секунд, кімната, як кажуть, вибухнула. Дрібні квантові коливання гіпотетичного енергетичного поля, що рухає цей космічний вибух, мали б створити насіння тих, що видно в коливаннях щільності мікрохвильового діапазону, з яких виникли сьогоднішні галактики.

"Теорія інфляції з її твердженням повернути основні риси нашого космосу до цієї химерної епохи розширення - це неймовірне поняття, яке потрібно експериментально перевірити", - говорить він Торстен Ен'лін, космолог та менеджер німецької участі Планка, який знаходиться в Інституті астрофізики Макса Планка в Гарчінгу.

Windows на ранній фазі Всесвіту

Хоча, можливо, ніколи не вдасться безпосередньо виміряти цю епоху, щоб перевірити теорію інфляції. Однак вимірювані коливання температури в мікрохвильовому діапазоні містять повідомлення найдавніших епох, які можна прочитати за допомогою точного вимірювання за допомогою Планка та статистичного аналізу даних. Проект обіцяє забезпечити інформативні результати шляхом точного вимірювання поляризації цього випромінювання. Це могло б відкрити фантастичне вікно у перші етапи Всесвіту.

"Сьогоднішні уявлення про перші частки секунди у житті Всесвіту можуть бути перевірені, підтверджені або повністю переглянуті настільки точними вимірюваннями поляризації", - каже вчений з Гарчінга.

Розроблено програмний пакет для моделювання місії

Інститут астрофізики Макса Планка представляє Німеччину в консорціумі Планка і взяв на себе частину розробки програмного забезпечення. Протягом останніх десяти років для центрів у Парижі та Трієсті був розроблений програмний пакет для моделювання місій: таке моделювання генерує синтетичні потоки даних, такі самі, як і реальних супутників. Однак для них відомі точні характеристики того Всесвіту, які могли б їх створити. Таким чином, це програмне забезпечення дозволяє протестувати та оптимізувати обробку даних - і це досить складно.

Після перевірки щоденних даних, що надсилаються із супутника на землю, та їх калібрування, генеруються окремі карти неба для дев’яти діапазонів частот приладів. Залежно від діапазону довжин хвиль, це відбувається в різних центрах обробки даних, - каже Вольфганг Ховест, розробник програмного забезпечення в Planck Group в Garching. У двох центрах обробки в Парижі та Трієсті ці карти потім перетворюються на різні джерела, такі як галактичне радіовипромінювання, пилове випромінювання та космічне мікрохвильове випромінювання.

Планується дослідження кластерних галактик

Для координації складних процесів обробки даних команда Planck також розробила графічну систему управління робочим процесом, що підтримується базами даних, координатором процесів Planck (скорочено ProC). Це невід'ємна частина програмної інфраструктури проекту. ProC необхідний для проектування, виконання та моніторингу кроків аналізу даних.

Маючи пакет моделювання та координатор процесів, Інститут астрофізики Макса Планка вносить важливі компоненти в місію Планка. Однак він також буде інтенсивно брати участь у науковій оцінці даних. Крім зосередження уваги на космологічних результатах, мова піде й про астрофізичні об’єкти в строгому сенсі - наприклад, дослідження кластерів галактик чи активних галактичних ядер.

Почніть з космодруму Куру

Планк буде запущений разом із супутником Herschel з ракетою Ariane 5 з космодрому ESA Kourou у Французькій Гвіані (Південна Америка). Очікувана дата - 16 квітня 2009 року. Перехід до другої точки Лагранжа у системі Сонце / Земля займе близько трьох місяців.

Планується два обстеження неба на шість місяців. Більш тривалий час роботи з до чотирма екранами може бути можливим залежно від витрат теплоносія (гелій-3).

(MPG, 03.02.2009 - DLO)