Trwają prace nad nowym, zaawansowanym instrumentem radiowym, który umożliwi zbadanie niezbadanej wczesnej ery historii kosmologicznej – kosmicznych ciemnych wieków. W ramach misji LuSEE-Night (Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night) astronomowie będą nasłuchiwać początków wszechświata.
Oczekuje się, że misja demonstracyjna wyląduje na cichej radiowo stronie Księżyca w 2025 roku.
Naukowcy i inżynierowie opracowują obecnie zaawansowane anteny dla tego radioteleskopu, które będą wykorzystywane do poszukiwania niezwykle cichych i słabych sygnałów radiowych z wczesnego Wszechświata.
Niewidoczna z Ziemi strona Księżyca to najlepsze miejsce do ustawienia takiego obserwatorium, bowiem jest to jedyne miejsce, w którym stale teleskop czy anteny będą całkowicie osłonięte przed hałasem radiowym emitowanym przez mieszkańców Ziemi. Tylko stamtąd można zatem usłyszeć najsłabsze sygnały radiowe.
Obserwuj nas na WhatsAppie! Nie ominie cię żaden artykuł.
„LuSEE-Night to misja, która ma dowieść, czy możemy prowadzić tego rodzaju obserwacje z miejsca, w którym nigdy nie byliśmy, a także w zakresie częstotliwości, którego nigdy nie byliśmy w stanie obserwować” – przekonują autorzy projektu w oficjalnym komunikacie.
Czego będziemy nasłuchiwać z Księżyca?
Po Wielkim Wybuchu wszechświat wszedł w długą, ciemną fazę zwaną kosmicznymi ciemnymi wiekami, która trwała około 400 milionów lat.
Nowo powstały wszechświat był wypełniony obojętnym wodorem i helem, pozbawiony źródeł emitujących światło, takich jak gwiazdy i galaktyki.
„Dzięki kosmicznemu mikrofalowemu promieniowaniu tła wiemy cokolwiek o tym wczesnym wszechświecie. Mamy także zdjęcia z nowszego Wszechświata, po narodzinach gwiazd” – powiedział Aritoki Suzuki, który kieruje projektem budowy anteny w Berkeley Lab.
Jest to jednak epoka w skali czasu wszechświata, która jak na razie pozostaje poza zasięgiem naukowców. „Chcemy zbadać ten okres, ponieważ jest on elemenetem ewolucji wczesnego Wszechświata w wszechświat, który widzimy dzisiaj” – dodaje.
Wykrywanie słabych sygnałów radiowych z Mrocznych Wieków, które wciąż istnieją we wszechświecie, może być jedną z technik badania tej epoki.
Z Ziemi jednak nie da się tego zrobić z dwóch powodów. Pierwszym z nich jest powszechne występowanie zakłóceń radiowych na naszej planecie, a drugim jest atmosfera ziemska, która pochłania i odbija sygnały radiowe, zanim dotrą one do obserwatoriów naziemnych. Dlatego też niewidoczna strona Księżyca jest idealna do ustawienia takiego radioteleskopu.
Niewidoczna strona Księżyca jest określana jako „cicha radiowo” w przeciwieństwie do obserwacji naziemnych, które utrudniają zakłócenia radiowe pochodzące z mnóstwa technologii elektronicznych.
Ponieważ Księżyc jest pływowo związany z Ziemią, jego druga strona nigdy nie jest zwrócona w stronę Ziemi, ale jego bliższa strona już tak. Blokuje w ten sposób bezpośrednie fale radiowe z Ziemi przed dotarciem na drugą stronę, zapewniając nieskazitelne środowisko dla radioastronomii.
Niemniej jednak szanse na przetrwanie sprzętu naukowego są dość niskie ze względu na ekstremalne wahania temperatur występujące po drugiej stronie Księżyca. Po 14 ziemskich dniach całkowitej ciemności, po których następuje 14 dni intensywnego światła słonecznego, temperatury mogą się szybko zmieniać, wahając się od 121 do -173 stopni Celsjusza.
„Sama inżynieria umożliwiająca wylądowanie instrumentu naukowego na niewidocznej stronie Księżyca jest ogromnym osiągnięciem. Jeśli udowodnimy, że jest to możliwe – że możemy tam dotrzeć, rozmieścić antenę i przetrwać noc – otworzy to pole dla społeczności i przyszłych eksperymentów” – powiedział Aritoki Suzuki, który kieruje projektem anteny w Berkeley Lab.
Misja LuSEE-Night będzie przede wszystkim służyć jako „wyznacznik dla przyszłych eksperymentów”, demonstrując możliwości instrumentu, ładunków znajdujących się na pokładzie oraz ogólną solidność technologii w trudnych warunkach księżycowych.
Przy użyciu dwóch par anten instrument zostanie dostrojony do wykrywania częstotliwości radiowych w zakresie od 0,5 do 50 MHz.
Transmisja danych z instrumentu do zespołu naziemnego będzie odbywać się za pośrednictwem satelitów przekaźnikowych umieszczonych na orbicie księżycowej. Bezpośredni kontakt jest niemożliwy, ponieważ niewidoczna strona Księżyca jest zawsze skierowana w stronę przeciwną do Ziemi.