La vicina fabbrica di supernova, una collaborazione internazionale di astronomi e astrofisici, ha annunciato che SNIFS, lo spettrografo del campo integrale della supernova, ha raggiunto la “prima luce” nelle prime ore del mattino di martedì 8 giugno, quando il nuovo strumento ha acquisito il suo primo obiettivo astronomico, una supernova di tipo Ia designata SN 2004ca. Le supernovae di tipo Ia sono quelle usate dagli astronomi per misurare l'espansione dell'universo.
L'analisi dei dati iniziali, oltre a un'osservazione separata della supernova di recente scoperta SN 2004cr di domenica 20 giugno, confermano che SNIFS? mentre è ancora in fase di messa in servizio? sta raggiungendo i suoi obiettivi di progettazione come un nuovo straordinario strumento per l'osservazione delle supernovae.
SNIFS, che è stato recentemente montato sul telescopio da 2,2 metri dell'Università delle Hawaii in cima a Mauna Kea sull'isola delle Hawaii, è uno strumento innovativo progettato per rintracciare le idiosincrasie e le distanze precise delle supernovae di tipo Ia ottenendo contemporaneamente oltre 200 spettri di ciascun bersaglio , la sua galassia domestica e il vicino cielo notturno.
SNIFS è un elemento cruciale nella vicina fabbrica di supernova (SNfactory), avviata presso il laboratorio nazionale Lawrence Berkeley del Dipartimento dell'Energia. L'obiettivo di SNfactory è quello di trovare e studiare oltre 300 vicine supernove di tipo Ia al fine di ridurre le incertezze su queste "candele standard" astronomiche, la cui misurazione ha portato alla scoperta che il tasso di espansione dell'universo sta aumentando.
"Una migliore conoscenza di questi oggetti straordinariamente luminosi e straordinariamente uniformi li renderà strumenti ancora migliori per misurare il cosmo", afferma l'astronomo Greg Aldering della divisione di fisica di Berkeley Lab, che guida la collaborazione SNfactory. "Le supernovae di tipo Ia sono la chiave per comprendere la misteriosa energia oscura che sta facendo espandere l'universo sempre più velocemente."
Il corpo dello strumento SNIFS è stato costruito dai collaboratori francesi della SNfactory, membri del Laboratoire de Physique Nucl? Aire et de Haute Energies (LPNHE) a Parigi, il Centre de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) e l'Institut de Physique Nucl ? aire de Lyon (INPL), supportato dall'Institut National de Physique Nucl? aire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) e dall'Institut National des Sciences de l'Univers (CNRS / INSU). Berkeley Lab, con l'aiuto della Yale University, ha sviluppato le telecamere utilizzate per rilevare la luce da SNIFS, mentre l'Università di Chicago ha sviluppato strumenti per monitorare le prestazioni di SNIFS.
Lo strumento SNIFS produce uno spettro in ciascuna posizione all'interno di una regione di sei per sei secondi d'arco attorno alla supernova bersaglio, compresa la sua galassia domestica e il cielo circostante, utilizzando una "unità di campo integrale" costituita da una serie di singoli obiettivi. La luce viene estratta dal campo visivo del telescopio da un piccolo prisma e diretta verso telecamere CCD astronomiche sensibili al blu o al rosso, da 8 megapixel. Insieme, queste telecamere raccolgono tutta la luce ottica di ogni supernova.
Una telecamera per fotometria separata, che corre in parallelo con lo spettrografo in condizioni di osservazione identiche, consente di correggere gli spettri per variabili come la sottile copertura nuvolosa. Una telecamera guida mantiene lo spettrografo allineato con precisione sull'obiettivo misurando la posizione di una stella guida all'interno del più ampio campo visivo del telescopio una volta al secondo, regolando l'obiettivo se necessario.
Volato a Hilo a marzo e assemblato in ordine di funzionamento a livello del mare, SNIFS fu smontato, portato sul vertice di Mauna Kea di 4.245 metri (quasi 14.000 piedi) e rimontato sul telescopio di 2,2 metri dell'Università delle Hawaii il 6 aprile .
"A livello del mare ci siamo assicurati che tutto fosse in ordine e abbiamo anche provato l'assemblea", afferma Aldering. “Quando arrivi a 14.000 piedi le cose diventano difficili. Ognuno ha un "elenco stupido" in modo da non iniziare a fare qualcosa e poi dimenticare di cosa si trattasse. "
Due mesi di ingegneria per allineare e calibrare lo strumento sul telescopio hanno preceduto l'osservazione SNIFS della sua prima nuova supernova di tipo Ia, SN 2004ca, l'8 giugno, nella costellazione di Cygnus, il cigno. Questo è stato seguito dall'osservazione di SN 2004cr nella costellazione di Cefeo, il re, il 20 giugno. Presto inizieranno le osservazioni di routine delle supernove scoperte da SNfactory.
"Ora che SNIFS è regolarmente operativo", afferma Aldering, "la nostra vita quotidiana è cambiata radicalmente". Dopo anni di pianificazione e incontri a distanza, comprese le videoconferenze mensili, “il livello di attività è aumentato? ogni giorno dobbiamo reagire all'istante quando arrivano i nostri nuovi dati sulle supernova. ”
Un programma completo in anticipo
La strategia SNfactory ha due "condutture", la prima è una ricerca di supernova che utilizza rilevamenti automatici del cielo ad ampio campo. I dati sono forniti dalla fotocamera QUEST-II da 160 megapixel, costruita dalla Yale University e dalla Indiana University e gestita presso l'Osservatorio Palomar dal gruppo QUEST-II, nonché dal team di monitoraggio degli asteroidi vicino alla terra del Jet Propulsion Laboratory e dal California Institute of Tecnologia. I dati vengono trasmessi dalla rete di ricerca e istruzione ad alte prestazioni al National Science Research Scientific Computing Center (NERSC) presso il Berkeley Lab per l'identificazione dei probabili candidati di supernova.
Il candidato ideale è una supernova di tipo Ia recentemente esplosa che è abbastanza vicina per una misurazione accurata del suo spettro e della curva della luce (la sua luminosità crescente e decrescente) ma abbastanza lontana da essere "nel flusso regolare di Hubble"? nel senso che il suo spostamento verso il rosso è dovuto principalmente all'espansione dell'universo da solo, non influenzato dal movimento della sua galassia domestica attraverso lo spazio.
La fase di ricerca di SNfactory è operativa da oltre un anno, sebbene non a pieno regime. "La ricerca ora procederà a pieno ritmo", afferma Aldering. "Avremo alcuni candidati ogni notte dell'anno? più dell'intero tasso di scoperta mondiale attuale. "
SNIFS è montato sul telescopio da 2,2 metri dell'Università delle Hawaii in cima a Mauna Kea sull'isola delle Hawaii.
La seconda pipeline SNfactory passa i candidati alla ricerca su SNIFS, dove vengono determinati il tipo e il redshift di ciascuna supernova e vengono selezionati e programmati per lo studio più dettagliato i più promettenti. SNfactory utilizza il telescopio dell'Università delle Hawaii tre volte a settimana per mezza notte? la metà inizia a mezzanotte, per gentile concessione degli osservatori locali? con SNIFS disponibile per altri progetti in altri periodi.
Alla fine SNIFS funzionerà in modo completamente automatico. Il controllo remoto del telescopio e dello spettrografo è stato effettuato per la prima volta da Hilo, Hawaii e ora da Berkeley Lab e dalla Francia.
SNIFS può determinare le caratteristiche fisiche specifiche di un determinato tipo Ia, incluso, ad esempio, se è insolitamente energico o quanto la sua luce potrebbe essere stata oscurata dalla polvere nella sua galassia domestica. Tali impareggiabili dettagli spettrografici e fotometrici rendono possibile sfruttare una caratteristica unica delle supernovae di tipo Ia: che "possono essere calibrati individualmente, non semplicemente statisticamente", afferma Aldering. "Saremo in grado di misurare la luminosità con sicurezza. Conoscendo la luminosità, possiamo dirti con precisione la distanza. "
Raccogliendo un gran numero di supernovae di tipo Ia nel flusso di Hubble, gli scienziati di SNfactory saranno in grado di fissare l'estremità a spostamento ridotto del diagramma di spostamento della luminosità su cui si basano le misure del tasso di espansione dell'universo. Questo, oltre a una comprensione dettagliata dei fattori fisici che causano piccole variazioni negli spettri di tipo Ia e nelle curve di luce, migliorerà l'accuratezza delle misurazioni di spostamento verso il rosso cruciale per scegliere tra i molti modelli teorici concorrenti di energia oscura.
I membri del vicino team della Supernova Factory includono Greg Aldering, Peter Nugent, Saul Perlmutter, Lifan Wang, Brian C. Lee, Rollin Thomas, Richard Scalzo, Michael Wood-Vasey, Stewart Loken e James Siegrist di Berkeley Lab; Jean-Pierre Lemonnier, Arlette Pecontal, Emmanuel Pecontal, Christophe Bonnaud, Lionel Capoani, Dominique Dubet, Francois Heunault e Blandine Lantz di CRAL; Gerard Smadja, Emmanuel Gangler, Yannick Copin, Sebastien Bongard e Alain Castera dell'INPL; Reynald Pain, Pierre Antilogus, Pierre Astier, Etienne Barrelet, Gabriele Garavini, Sebastien Gilles, Luz-Angela Guevara, Didier Imbault, Claire Juramy e Daniel Vincent di LPNHE; e Rick Kessler e Ben Dilday dell'Università di Chicago. Di recente il gruppo di astrofisica dell'Università di Yale, sotto la guida di Charles Baltay, è entrato a far parte della vicina fabbrica di supernova.
Il Berkeley Lab è un laboratorio nazionale del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti situato a Berkeley, in California. Conduce ricerche scientifiche non classificate ed è gestito dall'Università della California. Visitate il nostro sito Web all'indirizzo http://www.lbl.gov.
Fonte originale: Comunicato stampa Berkeley Lab
