LOFAR zajrzy w głąb Wszechświata

Zmień rozmiar tekstu

Niemal 26 mln zł na budowę i wyposażenie trzech stacji europejskiego systemu radioastronomicznego w Polsce przyznała polskiemu konsorcjum POLFAR minister Barbara Kudrycka. Jednym z jego członków jest Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.

Konsorcjum powstałe w 2007 r. tworzy: Uniwersytet Jagielloński (koordynator - prof. Katarzyna Otmianowska-Mazur), Uniwersytet Warmińsko-Mazurski (wicekoordynator - prof. Andrzej Krankowski), Centrum Badań Kosmicznych PAN (przedstawiciel - prof. Hanna Rothkael), Uniwersytet Mikołaja Kopernika (przedstawiciel - prof. Andrzej Kus), Uniwersytet w Zielonej Górze (przedstawiciel - prof. Jarosław Kijak), Centrum Astronomiczne im Mikołaja Kopernika PAN (przedstawiciel - dr hab. Jarosław Dyks), Uniwersytet w Szczecinie (przedstawiciel - prof. Ewa Szuszkiewicz), Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu (przedstawiciel - prof. Bernard Kontny), a także Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk - Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe w Poznaniu (przedstawiciel - dr inż. Maciej Stroinski. W 2012 r. konsorcjum POLFAR zgłosiło na konkurs MNiSW projekt naukowy. Jego przedmiotem jest uczestnictwo w tworzeniu i użytkowaniu europejskiego interferometru radiowego LOw Frequency ARray (LOFAR). Niedawno ministerstwo rozstrzygnęło konkurs przyznając konsorcjum ok. 26 mln zł. Wcześniej (2010r.) umieściło go na prestiżowej Polskiej Mapie Drogowej Infrastruktury Badawczej. Jest to jeden z największych grantów naukowo-badawczych MNiSW przeznaczonych ostatnio na dużą infrastrukturę badawczą.

Interferometr radiowy to instrument astronomiczny do badania źródeł promieniowania radiowego, np. aktywnych jąder galaktyk, kwazarów. Wykorzystuje zjawisko interferencji fal radiowych odbieranych przez co najmniej dwa radioteleskopy, z których sygnały są doprowadzane do wspólnego odbiornika. Odznacza się dużą zdolnością rozdzielczą.

Europejski interferometr to zupełnie nowy, unikalny instrument składający się z kilkudziesięciu stacji (zespołów anten) rozmieszczonych w zachodniej i środkowej Europie, połączonych w całość szybkim łączem internetowym. Dzięki nowatorskiej koncepcji LOFAR otworzy radioastronomom nowe niskoczęstotliwościowe okno obserwacyjne, a także umożliwi diagnozowanie i monitorowanie środowiska kosmicznego w najbliższym otoczeniu Ziemi.

Aby polscy uczeni mogli korzystać z LOFAR nasz kraj musi posiadać własne stacje. Dzięki uzyskanym z MNiSW funduszom konsorcjum POLFAR planuje w latach 2013-2015 budowę 3: w Bałdach - Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, w okolicach Krakowa - Uniwersytet Jagielloński i w okolicach Poznania - Centrum Badań Kosmicznych PAN. To znakomicie zwiększy nasze możliwości obserwacyjne. Polskie stacje będą połączone ultraszybką siecią z centrum w Poznaniu, a stamtąd z centralą LOFAR w Holandii zapewniając integrację polskiej podsieci z pozostałymi stacjami w Europie.
Ministerialny grant nie był przypadkiem. Zaproponowany przez członków polskiego konsorcjum unikalny program badań, np. nowe metody korekcji danych pomiarowych ze względu na wpływ jonosfery i atmosfery Ziemi mają szansę stać się polską specjalizacją w całym programie LOFAR.

Budowa trzech najbardziej wysuniętych na wschód elementów LOFAR spowoduje radykalne polepszenie zdolności rozdzielczej planowanego urządzenia. Pola antenowe LOFAR będą też wykorzystywane do eksperymentów użytkowych z fizyki gleby, geofizyki i nawigacji satelitarnej. Nasze stacje będą miały zatem ogromne znaczenie dla badań astrofizycznych i stosowanych.

Na zdj.:stacja LOFAR w Wielkiej Brytanii. W galerii zdjecia podobnej stacji w WB i prof. Andrzej Krankowski

Galeria zdjęć TUTAJ

Co to jest LOFAR
System LOFAR składa się z kilkudziesięciu stacji. Każda stacja to dwa zestawy po 96 anten. Do funkcjonowania sieci LOFAR niezbędne jest ultraszybkie łącze internetowe. Przesyłane takimi łączami sygnały z anten tworzących stację są następnie opracowywane przez superkomputer w centrum zarządzania siecią w Groningen w Holandii. Istotnym novum jest wykorzystanie koncepcji "sieci fazowanej", której diagram kierunkowy (lub kilka naraz) będzie formowany drogą kombinowania sygnałów z wyliczaną na bieżąco macierzą opóźnień fazowych. Jest to wyzwanie i stymulator rozwojowy współczesnych technik gromadzenia i opracowania danych.


 


LOFAR stanowiący unikalne narzędzie radioastronomiczne na następne dziesięciolecia, będzie pracować w zakresie bardzo niskich częstotliwości (10 - 240 MHz), bardzo słabo dotąd zbadanym przez radioastronomów. Instrument ten umożliwi badania obiektów wczesnego Wszechświata (np. świecących radiowo obłoków wodorowych i protogalaktyk), a także studiowanie ewolucji galaktyk, ich gromad oraz radiogalaktyk i kwazarów. LOFAR umożliwi także poznanie własności cząstek promieniowania kosmicznego, aktywności słonecznej, promieniowania radiowego planet, jak i właściwości plazmy okołoziemskiej. Instrument ten pozwoli również na badania szerokiej klasy obiektów astronomicznych wykazujących rozbłyski, jak np. okolice czarnych dziur czy gwiazd neutronowych w układach podwójnych. Wszystkie te programy stanowią unikalne laboratorium plazmy kosmicznej w warunkach nieosiągalnych w ziemskich laboratoriach. Badana materia osiąga bowiem w Kosmosie gęstości ekstremalnie duże (pulsary) jak i bardzo małe (ośrodek międzygalaktyczny) oraz temperatury od ok. -260 do wielu milionów st. C. Ważną własnością LOFARa będzie możliwość obserwacji populacji niskoenergetycznych elektronów, ważnych dla fizyki plazmy kosmicznej, lecz słabo widocznych na wyższych częstotliwościach. Z kolei fizyka Słońca i przestrzeni wokół Ziemi to zagadnienia ważne dla technik satelitarnych.
LOFAR ruszył w czerwcu 2010 r. i jest obecnie w zaawansowanej fazie budowy. Obecnie pracuje 36 stacji w Holandii, 6 w Niemczech i po jednej we Francji, Szwecji i Wielkiej Brytanii. Próbne obserwacje jasnych radioźródeł pokazują, że LOFAR (w aktualnym stanie) może obserwować struktury radiowe z rozdzielczością osiągalną dla istniejących instrumentów tylko na wielokrotnie wyższych częstotliwościach i  nieporównywalnie lepszą - w zakresie niskich częstotliwości. 

w kategorii