Die nahe gelegene Supernova-Fabrik, eine internationale Zusammenarbeit von Astronomen und Astrophysikern, hat angekündigt, dass SNIFS, der Supernova Integral Field Spectrograph, in den frühen Morgenstunden des 8. Juni „erstes Licht“ erreichte, als das neue Instrument sein erstes astronomisches Ziel erhielt. eine Supernova vom Typ Ia mit der Bezeichnung SN 2004ca. Supernovae vom Typ Ia werden von Astronomen verwendet, um die Expansion des Universums zu messen.
Die Analyse der Ausgangsdaten sowie eine separate Beobachtung der neu entdeckten Supernova SN 2004cr am Sonntag, den 20. Juni, bestätigen, dass SNIFS? noch in der Inbetriebnahmephase? erfüllt seine Designziele als bemerkenswertes neues Instrument zur Beobachtung von Supernovae.
SNIFS, das kürzlich am 2,2-Meter-Teleskop der Universität von Hawaii auf Mauna Kea auf der Insel Hawaii montiert wurde, ist ein innovatives Instrument, mit dem die Eigenheiten und genauen Entfernungen von Supernovae vom Typ Ia aufgespürt werden können, indem gleichzeitig über 200 Spektren jedes Ziels erhalten werden , seine Heimatgalaxie und der nahe gelegene Nachthimmel.
SNIFS ist ein entscheidendes Element in der internationalen Supernova-Fabrik in der Nähe (SNfactory), die im Lawrence Berkeley National Laboratory des Energieministeriums initiiert wurde. Ziel der SNfactory ist es, über 300 Supernovae vom Typ Ia in der Nähe zu finden und zu untersuchen, um die Unsicherheiten über diese wichtigsten astronomischen „Standardkerzen“ zu verringern, deren Messung zur Entdeckung führte, dass die Expansionsrate des Universums zunimmt.
"Eine bessere Kenntnis dieser außergewöhnlich hellen und bemerkenswert einheitlichen Objekte macht sie zu noch besseren Werkzeugen zur Messung des Kosmos", sagt der Astronom Greg Aldering von der Physikabteilung des Berkeley Lab, der die SNfactory-Zusammenarbeit leitet. "Typ Ia-Supernovae sind der Schlüssel zum Verständnis der mysteriösen dunklen Energie, die dazu führt, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt."
Der Körper des SNIFS-Instruments wurde von den französischen Mitarbeitern der SNfactory, Mitgliedern des Laboratoire de Physique Nuklear und Haute Energies (LPNHE) in Paris, des Centre de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) und des Institut de Physique Nucl gebaut ? aire de Lyon (INPL), unterstützt vom Institut National de Physique Nucl? aire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) und dem Institut National des Sciences de l'Univers (CNRS / INSU). Das Berkeley Lab entwickelte mit Hilfe der Yale University die Kameras, mit denen das Licht von SNIFS erfasst wird, während die University of Chicago Instrumente zur Überwachung der Leistung von SNIFS entwickelte.
Das SNIFS-Instrument erzeugt an jeder Position innerhalb eines Bereichs von sechs mal sechs Bogensekunden um die Zielsupernova, einschließlich ihrer Heimatgalaxie und des umgebenden Himmels, ein Spektrum, indem es eine „integrale Feldeinheit“ verwendet, die aus einer Anordnung einzelner Lenslets besteht. Das Licht wird durch ein kleines Prisma aus dem Sichtfeld des Teleskops extrahiert und entweder auf blauempfindliche oder rotempfindliche astronomische CCD-Kameras mit acht Megapixeln gerichtet. Zusammen sammeln diese Kameras das gesamte optische Licht jeder Supernova.
Eine separate Photometriekamera, die unter identischen Beobachtungsbedingungen parallel zum Spektrographen läuft, ermöglicht die Korrektur von Spektren für Variablen wie die dünne Wolkendecke. Eine Führungskamera hält den Spektrographen präzise auf das Ziel ausgerichtet, indem sie einmal pro Sekunde die Position eines Führungssterns im größeren Sichtfeld des Teleskops misst und gegebenenfalls das Ziel anpasst.
SNIFS wurde im März nach Hilo geflogen und auf Meereshöhe funktionsfähig zusammengebaut. Es wurde auseinandergenommen, zum 4.245 Meter hohen Gipfel von Mauna Kea gebracht und am 6. April auf dem 2,2 Meter langen Teleskop der Universität von Hawaii wieder zusammengebaut .
„Auf Meereshöhe haben wir dafür gesorgt, dass alles in Ordnung war, und auch die Versammlung einstudiert“, sagt Aldering. „Wenn man 14.000 Fuß erreicht, wird es schwierig. Jeder hat eine "dumme Liste" dabei, damit er nicht anfängt, etwas zu tun und dann vergisst, was es war. "
Zwei Monate Engineering zur Ausrichtung und Kalibrierung des Instruments am Teleskop gingen der SNIFS-Beobachtung seiner ersten neuen Supernova vom Typ Ia, SN 2004ca, am 8. Juni im Sternbild Cygnus, dem Schwan, voraus. Es folgte die Beobachtung von SN 2004cr im Sternbild Cepheus, dem König, am 20. Juni. In Kürze beginnen routinemäßige Beobachtungen von SNfactory-entdeckten Supernovae.
"Jetzt, da SNIFS regelmäßig in Betrieb ist", sagt Aldering, "hat sich unser tägliches Leben dramatisch verändert." Nach Jahren der Planung und Ferngesprächen, einschließlich monatlicher Videokonferenzen, ist das Aktivitätsniveau gestiegen? Jeden Tag müssen wir sofort reagieren, wenn unsere neuen Supernova-Daten eingehen. “
Ein voller Zeitplan voraus
Die SNfactory-Strategie umfasst zwei „Pipelines“. Die erste ist eine Supernova-Suche mit automatisierten Weitfeld-Himmelsvermessungen. Die Daten werden von der QUEST-II 160-Megapixel-Kamera bereitgestellt, die von der Yale University und der Indiana University gebaut und am Palomar Observatory von der QUEST-II-Gruppe sowie vom Near Earth Asteroid Tracking-Team des Jet Propulsion Laboratory und dem California Institute of betrieben wird Technologie. Die Daten werden vom Hochleistungs-Forschungs- und Bildungsnetzwerk an das NERSC (National Energy Research Scientific Computing Center) im Berkeley Lab übertragen, um mögliche Supernova-Kandidaten zu identifizieren.
Der ideale Kandidat ist eine kürzlich explodierte Supernova vom Typ Ia, die nahe genug ist, um ihr Spektrum und ihre Lichtkurve (ihre steigende und fallende Helligkeit) genau zu messen, aber weit genug entfernt ist, um „im glatten Hubble-Fluss“ zu sein? Dies bedeutet, dass seine Rotverschiebung hauptsächlich auf die Expansion des Universums allein zurückzuführen ist, die von der Bewegung seiner Heimatgalaxie durch den Weltraum nicht beeinflusst wird.
Die Suchphase der SNfactory läuft seit über einem Jahr, ist jedoch nicht voll ausgelastet. "Die Suche wird jetzt auf Hochtouren gehen", sagt Aldering. "Wir werden jede Nacht im Jahr ein paar Kandidaten bekommen? mehr als die gesamte derzeitige weltweite Entdeckungsrate. “
SNIFS ist am 2,2-Meter-Teleskop der Universität von Hawaii auf Mauna Kea auf der Insel Hawaii montiert.
Die zweite SNfactory-Pipeline leitet die Suchkandidaten an SNIFS weiter, wo der Typ und die Rotverschiebung jeder Supernova bestimmt werden und die vielversprechendsten ausgewählt und für eine detailliertere Untersuchung geplant werden. Die SNfactory benutzt das Teleskop der Universität von Hawaii dreimal pro Woche für eine halbe Nacht? Die Hälfte beginnt um Mitternacht, aus Höflichkeit für lokale Beobachter? mit SNIFS für andere Projekte zu anderen Zeiten verfügbar.
Schließlich wird SNIFS vollautomatisch arbeiten. Die Fernsteuerung des Teleskops und des Spektrographen erfolgte zunächst in Hilo, Hawaii, und wird jetzt von Berkeley Lab und Frankreich aus durchgeführt.
SNIFS kann die spezifischen physikalischen Eigenschaften eines bestimmten Typs Ia bestimmen, z. B. ob er ungewöhnlich energiereich ist oder nicht oder wie stark sein Licht in seiner Heimatgalaxie durch Staub gedimmt wurde. Solche beispiellosen spektrographischen und photometrischen Details ermöglichen es, eine einzigartige Eigenschaft von Typ Ia-Supernovae zu nutzen: „Sie können einzeln kalibriert werden, nicht nur statistisch“, sagt Aldering. „Wir können die Leuchtkraft mit Sicherheit messen. Wenn wir die Leuchtkraft kennen, können wir Ihnen die Entfernung präzise mitteilen. “
Durch das Sammeln einer großen Anzahl von Supernovae vom Typ Ia im Hubble-Fluss können SNfactory-Wissenschaftler das Ende des Luminanz-Rotverschiebungs-Diagramms mit niedriger Rotverschiebung bestimmen, auf dem Messungen der Expansionsrate des Universums basieren. Dies und ein detailliertes Verständnis der physikalischen Faktoren, die kleine Abweichungen in den Spektren und Lichtkurven des Typs Ia verursachen, verbessern die Genauigkeit der Messungen mit hoher Rotverschiebung, die für die Auswahl unter den vielen konkurrierenden theoretischen Modellen der Dunklen Energie entscheidend sind.
Mitglieder des Supernova Factory-Teams in der Nähe sind Greg Aldering, Peter Nugent, Saul Perlmutter, Lifan Wang, Brian C. Lee, Rollin Thomas, Richard Scalzo, Michael Wood-Vasey, Stewart Loken und James Siegrist vom Berkeley Lab; Jean-Pierre Lemonnier, Arlette Pecontal, Emmanuel Pecontal, Christophe Bonnaud, Lionel Capoani, Dominique Dubet, François Heunault und Blandine Lantz von CRAL; Gerard Smadja, Emmanuel Gangler, Yannick Copin, Sebastien Bongard und Alain Castera von INPL; Reynald Pain, Pierre Antilogus, Pierre Astier, Etienne Barrelet, Gabriele Garavini, Sebastien Gilles, Luz-Angela Guevara, Didier Imbault, Claire Juramy und Daniel Vincent von LPNHE; und Rick Kessler und Ben Dilday von der University of Chicago. Kürzlich hat sich die Astrophysikgruppe an der Yale University unter der Leitung von Charles Baltay der nahe gelegenen Supernova-Fabrik angeschlossen.
Das Berkeley Lab ist ein nationales Labor des US-Energieministeriums in Berkeley, Kalifornien. Es führt nicht klassifizierte wissenschaftliche Forschung durch und wird von der University of California verwaltet. Besuchen Sie unsere Website unter http://www.lbl.gov.
Originalquelle: Pressemitteilung von Berkeley Lab
