De Nabijgelegen Supernova-fabriek, een internationale samenwerking van astronomen en astrofysici, heeft aangekondigd dat SNIFS, de Supernova Integral Field Spectrograph, "eerste licht" bereikte tijdens de vroege ochtenduren van dinsdag 8 juni, toen het nieuwe instrument zijn eerste astronomische doelwit verwierf, een Type Ia supernova aangeduid als SN 2004ca. Supernovae van het type Ia worden door astronomen gebruikt om de uitdijing van het heelal te meten.
Analyse van de eerste gegevens, plus een afzonderlijke waarneming van de nieuw ontdekte supernova SN 2004cr op zondag 20 juni, bevestigen dat SNIFS? nog in de inbedrijfstellingsfase? bereikt zijn ontwerpdoelen als een opmerkelijk nieuw hulpmiddel voor het observeren van supernovae.
SNIFS, dat onlangs werd gemonteerd op de 2,2-meter telescoop van de Universiteit van Hawaï bovenop Mauna Kea op het eiland Hawaï, is een innovatief instrument dat is ontworpen om de eigenaardigheden en precieze afstanden van Type Ia-supernova's op te sporen door tegelijkertijd meer dan 200 spectra van elk doel te verkrijgen , zijn thuisstelsel en de nabije nachtelijke hemel.
SNIFS is een cruciaal element in de internationale nabijgelegen Supernova Factory (SNfactory), geïnitieerd door het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Department of Energy. Het doel van de SNfactory is om meer dan 300 nabijgelegen Type Ia supernovae te vinden en te bestuderen om de onzekerheden over deze meest vooraanstaande astronomische 'standaardkaarsen' te verminderen, waarvan de meting leidde tot de ontdekking dat de expansiesnelheid van het universum toeneemt.
"Een betere kennis van deze buitengewoon heldere en opmerkelijk uniforme objecten zal hen nog betere instrumenten maken om de kosmos te meten", zegt astronoom Greg Aldering van de Physics Division van Berkeley Lab, die de SNfactory-samenwerking leidt. "Supernovae van type I zijn de sleutel tot het begrijpen van de mysterieuze donkere energie die ervoor zorgt dat het universum steeds sneller uitdijt."
Het lichaam van het SNIFS-instrument is gebouwd door de Franse medewerkers van SNfactory, leden van het Laboratoire de Physique Nucl? Aire et de Haute Energies (LPNHE) in Parijs, het Centre de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) en het Institut de Physique Nucl ? aire de Lyon (INPL), ondersteund door het Institut National de Physique Nucl? aire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) en het Institut National des Sciences de l'Univers (CNRS / INSU). Berkeley Lab ontwikkelde met hulp van de Yale University de camera's die worden gebruikt om het licht van SNIFS te detecteren, terwijl de University of Chicago instrumenten ontwikkelde om de prestaties van SNIFS te volgen.
Het SNIFS-instrument produceert een spectrum op elke positie binnen een gebied van zes bij zes boogseconden rond de doelsupernova, inclusief het thuisstelsel en de omringende lucht, door gebruik te maken van een 'integrale veldeenheid' bestaande uit een reeks individuele lenslets. Licht wordt door een klein prisma uit het gezichtsveld van de telescoop gehaald en naar blauwgevoelige of roodgevoelige, acht megapixel, astronomische CCD-camera's gestuurd. Samen verzamelen deze camera's al het optische licht van elke supernova.
Een afzonderlijke fotometriecamera, die parallel loopt aan de spectrograaf onder identieke observatieomstandigheden, maakt het mogelijk spectra te corrigeren voor variabelen zoals dunne bewolking. Een gidscamera houdt de spectrograaf nauwkeurig uitgelijnd op het doel door eenmaal per seconde de positie van een gidsster binnen het bredere gezichtsveld van de telescoop te meten en het doel indien nodig aan te passen.
In maart naar Hilo gevlogen en in werkende staat op zeeniveau geassembleerd, werd SNIFS uit elkaar gehaald, naar de 4245 meter hoge top van Mauna Kea vervoerd en op 6 april weer in elkaar gezet op de 2,2 meter telescoop van de Universiteit van Hawaï. .
'Op zeeniveau hebben we ervoor gezorgd dat alles in orde was en hebben we ook de montage gerepeteerd', zegt Aldering. 'Als je op 14.000 voet komt, wordt het lastig. Iedereen heeft een ‘domme lijst’, dus ze beginnen niet met iets te doen en vergeten dan wat het was. "
Twee maanden engineering om het instrument op de telescoop uit te lijnen en te kalibreren, gingen vooraf aan de SNIFS-waarneming van zijn eerste nieuwe Type Ia supernova, SN 2004ca, op 8 juni in het sterrenbeeld Cygnus, de zwaan. Dit werd gevolgd door de waarneming van SN 2004cr in het sterrenbeeld Cepheus, de koning, op 20 juni. Binnenkort beginnen routinematige observaties van door SNfactory ontdekte supernova's.
"Nu SNIFS regelmatig werkt", zegt Aldering, "is ons dagelijks leven drastisch veranderd." Na jaren van planning en langeafstandsbijeenkomsten, inclusief maandelijkse videoconferenties, “is het activiteitenniveau geëscaleerd? elke dag moeten we onmiddellijk reageren wanneer onze nieuwe supernova-gegevens binnenstromen. ”
Een volledig schema voor de boeg
De SNfactory-strategie heeft twee 'pijpleidingen', de eerste is een supernova-zoekopdracht met behulp van geautomatiseerde wide-field sky surveys. Gegevens worden geleverd door de QUEST-II 160-megapixelcamera, gebouwd door Yale University en Indiana University en geëxploiteerd op Palomar Observatory door de QUEST-II-groep, evenals door het Near Earth Asteroid Tracking-team van het Jet Propulsion Laboratory en het California Institute of Technologie. De gegevens worden door het High-Performance Research and Education Network verzonden naar het National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) in Berkeley Lab voor identificatie van waarschijnlijke supernovakandidaten.
De ideale kandidaat is een recent geëxplodeerde Type Ia-supernova die dichtbij genoeg is voor een nauwkeurige meting van het spectrum en de lichtkromme (de stijgende en dalende helderheid) maar ver genoeg om "in de vloeiende Hubble-stroom" te zijn? wat betekent dat de roodverschuiving vooral het gevolg is van de uitbreiding van het universum alleen, niet beïnvloed door de beweging van zijn eigen sterrenstelsel door de ruimte.
De zoekfase van de SNfactory draait al meer dan een jaar, hoewel niet op volle toeren. 'De zoektocht gaat nu op volle toeren', zegt Aldering. "Krijgen we elke avond van het jaar een paar kandidaten? meer dan het gehele huidige wereldwijde ontdekkingspercentage. ”
SNIFS is gemonteerd op de 2,2-meter telescoop van de Universiteit van Hawaï bovenop Mauna Kea op het eiland Hawaï.
De tweede SNfactory-pijplijn geeft de zoekkandidaten door aan SNIFS, waar het type en de roodverschuiving van elke supernova worden bepaald en de meest veelbelovende worden geselecteerd en gepland voor meer gedetailleerd onderzoek. De SNfactory drie keer per week een halve nacht gebruik maakt van de telescoop van de Universiteit van Hawaï? de helft begint om middernacht, als beleefdheid voor lokale waarnemers? met SNIFS op andere momenten beschikbaar voor andere projecten.
Uiteindelijk zal SNIFS volledig automatisch werken. Afstandsbediening van de telescoop en spectrograaf werd voor het eerst gedaan vanuit Hilo, Hawaii en wordt nu gedaan vanuit Berkeley Lab en Frankrijk.
SNIFS kan de specifieke fysieke kenmerken van een bepaald Type Ia bepalen, waaronder bijvoorbeeld of het al dan niet ongebruikelijk energetisch is of hoeveel het licht ervan is gedimd door stof in zijn thuisstelsel. Zulke ongeëvenaarde spectrografische en fotometrische details maken het mogelijk om te profiteren van een uniek kenmerk van Type Ia supernovae: dat "ze individueel kunnen worden gekalibreerd, niet alleen statistisch", zegt Aldering. 'We kunnen de helderheid met vertrouwen meten. Als we de helderheid kennen, kunnen we u de afstand nauwkeurig vertellen. ”
Door grote aantallen Type Ia-supernova's in de Hubble-stroom te verzamelen, zullen wetenschappers van SNfactory in staat zijn het lage roodverschuivingsuiteinde van het helderheids-roodverschuivingsdiagram vast te pinnen waarop de uitbreidingssnelheid van het universum is gebaseerd. Dit, plus gedetailleerd inzicht in de fysische factoren die kleine variaties in Type Ia spectra en lichtkrommen veroorzaken, zal de nauwkeurigheid van de metingen met hoge roodverschuiving die cruciaal zijn voor het kiezen uit de vele concurrerende theoretische modellen van donkere energie, verbeteren.
Leden van het nabijgelegen Supernova Factory-team zijn Greg Aldering, Peter Nugent, Saul Perlmutter, Lifan Wang, Brian C. Lee, Rollin Thomas, Richard Scalzo, Michael Wood-Vasey, Stewart Loken en James Siegrist van Berkeley Lab; Jean-Pierre Lemonnier, Arlette Pecontal, Emmanuel Pecontal, Christophe Bonnaud, Lionel Capoani, Dominique Dubet, Francois Heunault en Blandine Lantz van CRAL; Gerard Smadja, Emmanuel Gangler, Yannick Copin, Sebastien Bongard en Alain Castera van INPL; Reynald Pain, Pierre Antilogus, Pierre Astier, Etienne Barrelet, Gabriele Garavini, Sebastien Gilles, Luz-Angela Guevara, Didier Imbault, Claire Juramy en Daniel Vincent van LPNHE; en Rick Kessler en Ben Dilday van de University of Chicago. Onlangs is de astrofysica-groep van de Yale University, onder leiding van Charles Baltay, toegetreden tot de nabijgelegen Supernova-fabriek.
Het Berkeley Lab is een nationaal laboratorium van het Amerikaanse Department of Energy in Berkeley, Californië. Het doet niet-geclassificeerd wetenschappelijk onderzoek en wordt beheerd door de University of California. Bezoek onze website op http://www.lbl.gov.
Oorspronkelijke bron: Berkeley Lab News Release
