Телескоп Хантсман Маккуори наблюдает за космосом в течение дня. Фото: Университет Маккуори.
Астрономы из Университета Маккуори впервые разработали новую технику наблюдения небесных объектов в течение дня, которая потенциально позволит осуществлять круглосуточный визуальный мониторинг спутников и значительно повысит безопасность на Земле и в космосе.
В их методике используется университетский телескоп Хантсман, уникальный массив из 10 объективов камер, работающих параллельно и изначально предназначенный для сверхчувствительных наблюдений ночного неба.
В статье, опубликованной в «Публикациях Астрономического общества Австралии» 20 мая, исследователи демонстрируют способность «Охотника» точно измерять звезды, спутники и другие цели, когда солнце находится высоко над головой, несмотря на то, что астрономы традиционно проводят наблюдения только ночью.
«Люди пытались наблюдать звезды и спутники в оптических длинах волн в течение дня на протяжении веков, но это было очень трудно сделать. Наши тесты показывают, что Huntsman может достигать замечательных результатов в дневное время», — говорит ведущий автор и доктор философии по астрофизике. кандидат Сара Кэдди, которая помогла спроектировать и построить телескоп Хантсман.
Кэдди работал с командой докторов философии. студенты и сотрудники Маккуори для развертывания «Охотника», который в прошлом году отпраздновал свое официальное открытие в обсерватории Сайдинг-Спрингс в Кунабарабране.
Телескоп сочетает в себе астрономическую камеру и астромеханическое фокусирующее оборудование с набором из 10 высокочувствительных 400-мм объективов Canon, ориентированных на покрытие одного и того же участка неба.
Поскольку Солнце пропускает большую часть света от других небесных объектов, астрономы редко проводят наблюдения в течение дня, но Кэдди и ее коллеги опробовали специальные «широкополосные» фильтры на тестовой версии телескопа Хантсмана, чтобы блокировать большую часть дневного света, в то же время пропуская определенные длины волн от небесных объектов. пройти.
Эта тестовая версия — однолинзовый мини-телескоп-следопыт Huntsman, установленный в университетской обсерватории, — позволила исследовательской группе оценить различные настройки в контролируемой среде, не затрагивая телескоп Huntsman.
Сверхновая приближается
Дневные возможности Huntsman позволяют постоянно наблюдать за некоторыми яркими звездами, которые могут быть недоступны для наблюдения ночью в течение нескольких месяцев, поскольку они находятся слишком близко к Солнцу.
Одним из примеров является красный сверхгигант Бетельгейзе, ближайшая звезда, находящаяся на расстоянии около 650 световых лет от нас в созвездии Ориона в нашей галактике Млечный Путь.
Бетельгейзе представляет большой интерес для астрономов, поскольку с конца 2019 по 2020 год звезда существенно потускнела, вероятно, из-за сильного выброса газа и пыли.
Меняющееся лицо космоса: дневной вид ближайшей звезды Бетельгейзе, расположенной примерно в 650 световых годах от нас. Фото: Университет Маккуори.
«Без этого дневного режима мы бы понятия не имели, превратилась ли одна из ярчайших звезд на небе в сверхновую, только через несколько месяцев после того, как ее взрывной свет достиг Земли», — говорит соавтор доцент Ли Спитлер, руководитель космических проектов в Австралийская астрономическая оптика Маккуори (ААО).
«Мы знаем, что Бетельгейзе скоро взорвется». [in astronomical terms this means anytime between now and millions of years into the future]но не точно, когда это произойдет.
«Приблизительно четыре месяца в году его можно наблюдать только в дневное время, потому что в это время Солнце находится между Бетельгейзе и Землей».
Калибровка по Бетельгейзе
Исследование подтвердило, что данные дневной фотометрии Бетельгейзе, полученные «Охотником», совпадают с наблюдениями обсерваторий по всему миру и даже с помощью космических телескопов.
«Этот прорыв открывает путь к непрерывным, долгосрочным исследованиям таких звезд, как Бетельгейзе, поскольку они подвергаются мощным извержениям ближе к концу своей жизни, выбрасывая огромное количество звездного материала на заключительных стадиях космического цикла возрождения», — говорит Спитлер.
«Астрономам нравится, когда звезды Млечного Пути становятся сверхновыми, потому что это может многое рассказать нам о том, как создаются элементы во Вселенной».
К сожалению, добавляет он, сверхновые в Млечном Пути встречаются относительно редко — последний раз это произошло в 1604 году.
«Но когда в 1987 году в мини-галактике рядом с нашей галактикой Млечный Путь взорвалась сверхновая, это было настолько полезно для астрономов, что они до сих пор наблюдают расширяющийся взрыв сверхновой почти 40 лет спустя».
Предотвращение столкновений
Освоение дневного наблюдения также дает большое преимущество в быстро расширяющейся области осведомленности о космической ситуации (SSA), которая представляет собой тщательный мониторинг постоянно растущей популяции спутников, космического мусора и других искусственных объектов, вращающихся вокруг Земли.
В ближайшие 10 лет будет запущено больше спутников, чем за всю историю освоения человеком космоса.
Ночной вид на Бетельгейзе. Фото: Университет Маккуори.
«Поскольку около 10 000 активных спутников уже обращаются по планете и в следующем десятилетии планируется запустить еще 50 000 спутников на низкой околоземной орбите, существует очевидная потребность в специализированных сетях дневных и ночных телескопов для постоянного обнаружения и отслеживания спутников», — говорит Кэдди.
Потенциальные столкновения спутников имеют серьезные последствия для связи, GPS, мониторинга погоды и другой критически важной инфраструктуры.
Спутниковая фотометрия — астрономический метод, использующий оптические телескопы для изучения изменений яркости небесных объектов — может дать ценную информацию, включая состав, возраст и состояние орбитальных объектов.
«Открытие возможности дневного наблюдения за спутниками позволяет нам отслеживать не только то, где они находятся, но и их ориентацию, а также дополняет информацию, которую мы получаем от радара и других методов мониторинга, защищая от потенциальных столкновений», — говорит Кэдди.
Астро-лечит
Команда Кэдди продемонстрировала потенциал Huntsman для других астрономических наблюдений, требующих дневного и ночного наблюдения, включая мониторинг спутников.
Команда использовала мини-Huntsman для совершенствования методов в течение многих месяцев, систематически исследуя такие факторы, как оптимальное время воздействия, время наблюдения и точное отслеживание целей даже в условиях атмосферной турбулентности.
«Дневная астрономия — интересная область, и благодаря достижениям в области сенсоров камер, фильтров и других технологий мы увидели значительное улучшение чувствительности и точности, достижимое в условиях яркого неба», — говорит Кэдди.
Спитлер добавляет: «Мы усовершенствовали методологию дневных наблюдений и продемонстрировали, что это можно сделать с помощью доступного и высококачественного оборудования, такого как объективы Canon».
Huntsman сконструирован таким образом, что 10 объективов работают параллельно, обеспечивая питание 10 сверхбыстрых CMOS-сенсоров камеры, которые вместе могут делать тысячи изображений с короткой выдержкой в секунду.
Подключенная камера может мгновенно обрабатывать изображения и управлять очень большими потоками данных, используя роботизированное управление для отслеживания и захвата быстродвижущихся объектов и обеспечивая непрерывный круглосуточный мониторинг объектов.
«Возможность проводить точные круглосуточные наблюдения разрушает давние ограничения на то, когда астрономы могут сканировать небеса», — говорит Спитлер.
«Дневная астрономия будет приобретать все большее значение по мере того, как мы вступаем в следующую космическую эпоху».
Информация от: Университетом Маккуори
Этот контент был первоначально опубликован на сайте Маяк Университета Маккуори.
