Planck — Europos kosminė observatorija (2009–2013) kosminio mikrobangų fono
Planck (2009–2013) — EKA kosminė observatorija, kartografavo kosminio mikrobangų fono (CMB) ir pateikė tiksliausius duomenis apie Visatos struktūrą, sudėtį ir amžių.
Planck (paleistas 2009 m.) buvo Europos kosmoso agentūros (EKA) valdoma kosminė observatorija. Misija veikė iš Saulės–Žemės sistemos antrinės Lagrange'o taško (L2), kurioje palankios sąlygos viso dangaus stebėjimams dėl pastovaus radiacinio išsidėstymo ir stabilios temperatūros aplinkos.
Misijos tikslas ir veikimo laikotarpis
Pagrindinis Planck tikslas buvo itin tiksliai išmatuoti kosminio mikrobangų fono (CMB) anizotropijas įvairiuose mikrobangų ir infraraudonųjų bangų dažniuose, taip pagerinant ankstesnių misijų — ypač NASA Vilkinsono mikrobangų anizotropijos zondo (WMAP) — rezultatus. Planck sugebėjo fiksuoti tiek temperatūros svyravimus, tiek poliarizaciją su aukšta jautrumo ir geresne kampine skiriamąja geba nei ankstesnės viso dangaus apžvalgos. Misija veikė 2009–2013 m.; HFI (aukšto dažnio instrumentas) darbingumas baigėsi 2012 m., o likę instrumentai dirbo iki 2013 m., kai observatorija buvo saugiai išjungta.
Instrumentai ir stebėjimų charakteristika
- Dažnių aprėptis: Planck stebėjo plačią spektro juostą — maždaug nuo 30 GHz iki 857 GHz, leidžiančią skirti CMB signalą nuo galaktinių ir egztragalaktinių pirmalaikių šaltinių (pvz., dulkių, sinchotrotrono spinduliavimo).
- Instrumentai: du pagrindiniai instrumentai — Low Frequency Instrument (LFI) su HEMT radijo imtuvais ir High Frequency Instrument (HFI) su labai jautriais bolometrais; HFI aušintas iki labai žemų temperatūrų (apie 0,1 K), kad būtų pasiektas didžiausias jautrumas.
- Kampinė skiriamoji geba: iki kelių ar keliolikos arkos minučių, priklausomai nuo dažnio, kas leido atskirti smulkias CMB struktūras ir gauti aukštos raiškos viso dangaus žemėlapius.
- Stebėjimo strategija: Planck vis kartojo viso dangaus apžvalgą, todėl galėjo sumažinti triukšmą, aptikti galaktinius prietaisų artefaktus ir išskirti skirtingų šaltinių spektrines charakteristikas.
Pagrindiniai moksliniai rezultatai
Planck suteikė svarbiausius duomenis šiuolaikinei kosmologijos teorijai ir astrofizikos tyrimams. Tarp svarbiausių pasiekimų:
- Itin tikslūs kosmologiniai parametrai — misijos duomenys leido patikslinti Visatos amžių, Hubble konstantą, paprastosios ir tamsiosios medžiagos tankių santykį ir kitus parametrus. Pavyzdžiui, galutiniai Planck analizės rezultatai pateikė vienus tiksliausių iki šiol žinomų kosmologinių skaičių apie Visatos amžių ir energijos sudėtį.
- CMB temperatūros ir poliarizacijos aukštos raiškos viso dangaus žemėlapiai, kurie tapo standartu tolimesniems tyrimams ir modelių patikrinimams.
- Rekonstrukcija kosminio tinklo pradinės struktūros ir gravitacinio lęšiavimo žemėlapiai, kurie parodė, kaip didžiausios struktūros kaupėsi per laiką.
- Tiriant galaktinę ir egztragalaktinę emisiją, Planck identifikavo ir katalogavo daugybę galaktikų, spiečių ir dulkių emisijos regionų bei suteikė reikšmingos informacijos apie kosminį infraraudonųjų spindulių foną.
- Sunyaev–Zeldovich efektas: Planck sukūrė didelį spiečių katalogą, remdamasis CMB spinduliavimo pakeitimais dėl karštos jonizuotos dujos spiečiuose.
- Dulkių poliarizacija: Planck aiškiai išryškino galaktinės dulkių poliarizacijos poveikį CMB poliarizacijos matavimams, kas turėjo didelę reikšmę gravitacinių bangų (B-modo) paieškoms ir jų atskyrimui nuo vietinių šaltinių.
Duomenų leidimai ir paveldas
Planck duomenys buvo paskelbti keliose pagrindinėse etapų serijose (pirmieji duomenų leidimai 2013 m., vėlesni — 2015 m. ir galutinis pagrindinių kosmologinių analizės rezultatų leidimas 2018 m.). Šie duomenys yra plačiai naudojami modeliavimo, statistinės analizės ir tolimesnių observacijų planavimui. Planck žemėlapiai ir katalogai naudojami astronomų visame pasaulyje studijuojant tiek Visatos kilmę, tiek mūsų Galaktikos bei egztragalaktinių šaltinių savybes.
Misijos pabaiga ir dabartinė būklė
Pozymiai HFI aušinimo medžiagų išeikvojimo ir instrumentų darbų užbaigimo priežastys lėmė, kad po visų planuotų stebėjimų Planck buvo saugiai išjungtas 2013 m. Po išjungimo palydovas paliktas saugioje Saulės orbitoje, ir šiuo metu jis nebeveikia, tačiau jo mokslinis paveldas — publikacijos, katalogai ir žemėlapiai — tebėra plačiai prieinami ir aktyviai naudojami.
Planck misija žymiai pagerino mūsų supratimą apie ankstyvąją Visatą, praplėtė žinias apie kosmines struktūras ir paliko duomenų archyvą, kuris išliks svarbiu šaltiniu tolimesniems moksliniams tyrimams.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas buvo Planckas?
A: Planck buvo kosminė observatorija, kurią 2009-2013 m. valdė Europos kosmoso agentūra.
K: Ką stebėjo Planckas?
A: "Planck" sudarė kosminio mikrobangų fono anizotropijų žemėlapį mikrobangų ir infraraudonųjų bangų dažniuose, naudodamas didelį jautrumą ir mažą kampinę skiriamąją gebą.
K: Kaip "Planck" pagerino ankstesnius stebėjimus?
A. Planck patobulino NASA Wilkinsono mikrobangų anizotropijos zondo atliktus stebėjimus.
K: Koks buvo "Planck" misijos tikslas?
A.: Planko misijos tikslas buvo suteikti svarbų informacijos apie kosmologiją ir astrofiziką šaltinį ir patikrinti ankstyvosios Visatos ir kosmoso struktūros kilmės teorijas.
K: Kokius matavimus atliko "Planck" po misijos pabaigos?
A.: Nuo misijos pabaigos "Planck" atliko tiksliausius keleto svarbiausių skaičių, įskaitant vidutinį įprastinės ir tamsiosios medžiagos tankį Visatoje ir Visatos amžių, matavimus.
K: Ar "Planck" vis dar veikia?
Atsakymas: Ne, "Planck" nebeveikia, nes dabar yra išjungtas.
K.: Kokį reikšmingą indėlį Planckas įnešė į astrofizikos sritį?
A: Planko misija suteikė svarbų informacijos apie kosmologiją ir astrofiziką šaltinį ir atliko tiksliausius kelių svarbiausių skaičių matavimus, taip reikšmingai prisidėdama prie astrofizikos srities.
Ieškoti