Teleskopet kommer att upptäcka stjärnflammor och konstiga fjärrexplosioner

Som ett av de mest efterlängtade markbaserade teleskopen som någonsin byggts är Vera Rubin-observatoriet i norra Chile på väg att äntligen se dess förverkligande. När dess bredfältskamera ser det första vetenskapliga ljuset i början av nästa år, kommer den att börja söka efter tydliga optiska signaturer av supernovor som ligger miljoner eller till och med miljarder ljusår bort.

Detta kommer att hjälpa teoretiker att bättre förstå den sanna naturen hos både mörk energi (den okända kraften som accelererar universums expansion) och effekterna av mörk materia (den olyckligtvis förbryllande exotiska materia som genomsyrar vårt kosmos i varje ögonblick). nivå.

Optimerad för att söka efter övergående himmelska fenomen, under observatoriets beräknade tioåriga primära drift, kommer dess Legacy Survey of Space and Time (LSST) också att identifiera ovanliga händelser som totalt utmanar vår nuvarande astrofysiska förståelse.

Vad är en övergående himmelsk händelse?

I ordets strikta bemärkelse är det något nytt, berättade David Buckley, huvudutredare av SALT-transientfenomen, för mig vid den nyligen genomförda konferensen ‘Cosmic Streams in the Era of Rubin’ i Puerto Varas, Chile. Men en transient är egentligen allt som är variabelt; något som plötsligt har dykt upp som vi inte visste om tidigare, säger Buckley.

Snabba blå optiska transienter (eller FBOT) är bara ett exempel.

Snabba blå optiska transienter är otroligt lysande händelser som inte varar länge, säger Sullivan. De har hittats i undersökningar och jag tror att de har ett explosivt ursprung, säger han. En typisk supernova, från explosionen av en vit dvärgstjärna, kan pågå i några veckor och vara cirka 10 miljarder gånger ljusare än solen, säger Sullivan. Men FBOTS kommer och går så snabbt att det inte ger astronomerna mycket tid att studera dem i detalj och ta reda på vad de är, säger han.

Vad de kan vara?

En idé är att en supernovaexplosion inträffar inom det som kallas cirkumstellärt material, säger Sullivan. Det här är material som fälls under stjärnans liv, men som förblir nära det, säger han. Sedan, när supernovan exploderar, kan den stöta på detta utstötta ämne; värm upp det, gör det väldigt varmt och skapar en mycket ljus övergående händelse, säger Sullivan.

Förhoppningen är att LSST ska hitta många hundra av dessa FBOT.

Men det verkliga tricket för att förstå vad dessa objekt är är att kunna identifiera dem i dataströmmen mycket snabbt och tidigt, säger Sullivan.

Fånga röda dvärgar på bar gärning

Rubin-observatoriet kommer också att hjälpa forskare att förstå hur stjärnflammor, främst från röda dvärgar av M-typ, kanske till och med påverkar uppkomsten av liv i vårt universum.

Den genomsnittliga tidsskalan för dessa röda dvärghändelser är cirka 30 minuter och det är omöjligt för oss att förutsäga när de kommer att inträffa, berättade Riley Clarke, doktorand i fysik och astronomi vid University of Delaware i Newark, för mig på konferensen … samma Puerto Varas-konferens. Det gör dem till ett mycket utmanande mål för de flesta astrofysiska studier, säger Clarke.

Förhoppningen är att Clarke och hans kollegor kan använda LSST för att extrahera tillräckligt med information från bilden av en enda utbrottshändelse för att göra den användbar för forskare som studerar stjärnornas fysik för dessa stjärnor.

Sättet vi tror att vi kan göra det här är genom att använda vår atmosfärs brytningsegenskaper, för att härleda temperaturen på en stjärnflamma baserat på hur mycket stjärnan rör sig på himlen under den händelsen, säger Clarke. Dess position på himlen beror på dess färg, säger han.

Precis som när du tittar på ett föremål på botten av en pool och det verkar förvrängt från sin faktiska position, är differentiell kromatisk brytning (eller DCR) en brytningsegenskap hos vår atmosfär, säger Clarke. Atmosfären gör samma sak med stjärnljus, så när stjärnljus passerar genom vår atmosfär beror det på källans spektrala energifördelning, säger han.

Om mer ljus sänds ut vid kortare våglängder, så verkar ljuset blått, säger Clarke.

Under sin utökade tioåriga studie förväntas LSST upptäcka cirka tre miljoner röda dvärgaruptioner som värmer stjärnans yta till cirka 10 000 grader Kelvin, eller nästan 50 procent varmare än ytan på vår egen sol. Det är denna plötsliga ökning av ljusstyrka som Rubin-observatoriet borde upptäcka.

Att förstå mekaniken och frekvensen av sådana flare händelser går längre än bara astrofysik. Många astrobiologer tror att, som de vanligaste stjärnorna i kosmos, kan röda dvärgar vara främsta kandidater för närliggande jordlevande planeter som kan försörja liv. Om en given stjärna är alltför benägen för sådana utbrott, är det inte troligt att den är en kandidat för beboeliga planeter.

Kan dessa utbrott utlösa liv på exoplaneter som kretsar kring sådana stjärnor?

Vi vet inte säkert om den ultravioletta energin från blossen kan fungera som en katalysator för prebiotiskt liv; Det kan helt enkelt förändra kemin tillräckligt för att börja berika kemiska interaktioner, säger Riley.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *