Tegenwoordig ontmoet de wereld van de astronomie de sciencefictionwereld van Isaac Asimovs 'I, Robot' met de ingebruikname van een nieuwe robottelescoop. Hoewel het de humanoïde kwaliteiten van de filmversie mist, zal deze robot helpen bij de zoektocht van de mensheid om het vroege universum te begrijpen door de verste en krachtigste explosies die we kennen te observeren.
Gelegen aan de Fred L. Whipple Observatory op Mt. Hopkins, Arizona, de Peters Automated Infrared Imaging Telescope (PAIRITEL) is de eerste volledig "gerobotiseerde" infraroodtelescoop in Noord-Amerika die zich toelegt op het waarnemen van voorbijgaande astronomische gebeurtenissen. De telescoop, die al meerdere jaren wordt gebruikt in een groot sterrenonderzoek (2MASS), is gerenoveerd om autonoom te werken. Het zal samenwerken met NASA's nieuwe gamma-burst burst-satelliet "Swift", die op 8 november wordt gelanceerd vanuit Kennedy Space Center.
Met PAIRITEL hoopt een team van astronomen onder leiding van Dr. Joshua Bloom van de Harvard Society of Fellows, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en UC Berkeley de gammastraaluitbarstingen van de eerste en verste sterren in het heelal. Een gammastraaluitbarsting (GRB) is een snelle flits van gammastraling die ongeveer een minuut duurt, vergezeld van een nagloeiende emissie van röntgenstralen, zichtbaar, infrarood en radiolicht. De nagloeiing kan dagen tot weken daarna waarneembaar zijn. De meerderheid van de GRB's wordt verondersteld het gevolg te zijn van massieve sterren die gewelddadig exploderen en enorme energiestoten afgeven.
"Het innovatief verkennen van de nachtelijke hemel in het tijdsdomein - zien hoe dingen veranderen van nacht naar nacht, en zelfs van minuut tot minuut - is de volgende grote grens in de astronomie", zei Bloom. "PAIRITEL is geoptimaliseerd om kosmische gebeurtenissen zoals GRB's te bestuderen die hier vandaag zijn en morgen verdwijnen."
Terugkijken naar een tijd waarin het universum minder dan 1 miljard jaar oud was, is de heilige graal van de observationele astronomie. Tot dusver zijn alleen energetische sterrenstelsels in de melkweg gebruikt die bekend staan als quasars om het vroege universum te onderzoeken. Maar de nagloeiing van gammastralen, als astronomen ze snel kunnen zien, heeft duidelijke voordelen ten opzichte van quasars. Tot een uur na de burst kunnen nagloeiende helderheden tot 1000 keer die van de helderste bekende quasar in het universum bereiken.
Bloom legt ook uit: 'De sterren die GRB's creëren, zijn waarschijnlijk gevormd vóór de zwarte gaten die quasars creëren. Dus door te zoeken naar de jongste en verste GRB's, kunnen we de vroegste tijdperken van het universum bestuderen. ”
Een belangrijk kenmerk van PAIRITEL dat de locatie van GRB's op afstand mogelijk maakt, is de snelle responstijd. PAIRITEL ontvangt signalen van Swift en beweegt automatisch binnen 2 minuten naar het deel van de hemel waar een GRB is verschenen.
"Mijn ultieme visie is om astronomierobots met robots te laten praten, te beslissen wat ze willen observeren en hoe, zonder menselijke tussenkomst", zei Bloom. "Zoals het is, e-mailt PAIRITEL ons alleen wanneer het een bijzonder interessante bron heeft gevonden, of wanneer er iets misgaat en het hulp nodig heeft!"
Een ander belangrijk kenmerk van PAIRITEL is de gevoeligheid bij infraroodgolflengten, waardoor dit systeem zich onderscheidt van de schare van reeds bestaande telescopen met zichtbaar licht. Beelden die zijn gemaakt met infraroodfilters (ongeveer tweemaal de golflengte van zichtbaar licht) zijn onmisbaar: zichtbaar licht dat wordt uitgestraald vanaf een afstand van meer dan 12 miljard lichtjaar is volledig gedoofd voor waarnemers op aarde. Bloom legt uit: 'Vergeet het dimmen door de extreme afstanden: het waterstofgas tussen ons en de explosies zorgt ervoor dat het lijkt alsof je op zoek bent naar een vuurvliegje achter een dikke Londense mist. In het infrarood kunnen we door de sluier heen kijken naar de goede dingen. ” Bovendien maakt de unieke camera op PAIRITEL tegelijkertijd foto's op drie verschillende golflengten van licht, waardoor ogenblikkelijke full-colour snapshots mogelijk zijn.
Het Swift-ruimtevaartuig zal GRB's vinden met een snelheid die 10 tot 20 keer hoger is dan momenteel haalbaar is, en zou binnen 6 maanden meer bursts moeten vinden dan alle goed bestudeerde bursts tot nu toe. Bloom zei dat hij het meest enthousiast is over het gebruik van Swift en PAIRITEL "om de gouden naald in de hooiberg te vinden - een GRB met hoge roodverschuiving die verder weg is dan het verste bekende sterrenstelsel of quasar."
Wanneer PAIRITEL GRB's niet achtervolgt, zal het worden gebruikt om precisiemetingen van supernovae uit te voeren om de paar fundamentele parameters te helpen bepalen die de uitdijing van het universum dicteren. Dr. Michael Pahre (CfA) zal onder meer PAIRITEL gebruiken om het nabij-infrarode licht van nabije sterrenstelsels te bestuderen om het te vergelijken met midden-infrarood licht in beelden verkregen met NASA's Spitzer-ruimtetelescoop. De aan Harvard afgestudeerde student Cullen Blake, die software heeft geschreven voor het project, zal ook met PAIRITEL proberen planeten rond de aarde te vinden rond bruine dwergen. Andere PAIRITEL-teamleden zijn onder meer: Prof. Mike Skrutskie (Univ. Of Virginia), Dr. Andrew Szentgyorgyi (CfA), Prof. Robert Kirshner (Harvard University / CfA), Dr. Emilio Falco (CfA), Dr. Thomas Matheson (NOAO ) en Dan Starr (Gemini Observatory, Hawaii). Het personeel van Mt. Hopkins-Wayne Peters, Bob Hutchins en Ted Groner werkten aan de automatisering van de telescoop.
PAIRITEL, bijna 2 jaar na de start van het project, wordt vandaag opgedragen aan wijlen Jim Peters, die voor het Smithsonian Astrophysical Observatory werkte, eerst op satellietvolgsysteem en vervolgens als telescoopoperator op Mt. Hopkins al 25 jaar. Zijn weduwe en zoon zullen de plechtigheid bijwonen.
Het project werd gefinancierd door een subsidie van het Harvard Milton Fund. De telescoop is eigendom van het Smithsonian Astrophysical Observatory en de infraroodcamera is in bruikleen van de University of Virginia.
Aanvullende informatie over Swift en PAIRITEL is online beschikbaar op:
http://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/swiftsc.html
http://pairitel.org/
Oorspronkelijke bron: CfA News Release
