Instytut Astronomii

KontaktPiwnice k. Torunia, 87-148 Łysomice
tel.: +48 56 611 30 10
fax: +48 56 611 30 09

Nowe okno badawcze na RT-4

obrazek: Pierwsze widma linii maserowej metanolu na częstotliwości 12,2 GHz [fot. dr Paweł Wolak]
Pierwsze widma linii maserowej metanolu na częstotliwości 12,2 GHz fot. dr Paweł Wolak

Na radioteleskopie Centrum Astronomii UMK zainstalowano system do odbioru fal radiowych o częstotliwościach w zakresie od 8 do 16 GHz, tzw. pasmo X. Odbyły się już pierwsze udane testowe obserwacje przy użyciu nowego systemu.

32-metrowy radioteleskop Centrum Astronomii UMK w Piwnicach koło Torunia obchodzi w październiku 2019 roku 25. rocznicę swojej inauguracji. Przez minione ćwierćwiecze ten niezwykły instrument dokonał wielu odkryć. Obecnie otwierają się przed nim nowe możliwości poznawania tajemnic Kosmosu.

Fale radiowe z Kosmosu są niezwykle słabe w porównaniu z falami generowanymi na potrzeby np. telekomunikacji i dlatego wzbudzają one w systemie odbiorczym bardzo słaby sygnał. Aby nie przepadł on w szumach własnych systemu, odbiornik musi być chłodzony do temperatury około 30 K. Zatem niektóre moduły odbiornika muszą spełniać wymogi pracy w warunkach kriogenicznych. Zostały one w większości wykonane na specjalne zamówienie m.in. przez firmy w Chinach i Hiszpanii, podczas gdy cały system odbiorczy został zaprojektowany i wykonany przez zespół pracowników inżynieryjno-technicznych Katedry Radioastronomii Centrum Astronomii UMK pod kierunkiem mgr. Eugeniusza Pazderskiego.

Badania naukowe przy użyciu nowego systemu będą przede wszystkim bazowały na obserwacjach linii maserowej metanolu o częstotliwości 12,2 GHz. Jej emisja ma miejsce w obszarach narodzin masywnych gwiazd. Ze względu na charakter swojej ewolucji, nowo powstałe gwiazdy nie są widoczne przez teleskopy optyczne przez początkowych kilka milionów lat, stąd badania prowadzone na falach radiowych i w podczerwieni są obecnie najlepszym źródłem informacji o nich.

Kosmiczne masery znajdujące się w chmurach gazu spowijających niektóre gwiazdy emitują promieniowanie radiowe na takiej samej zasadzie, jak laser emituje światło. W obu przypadkach są to fale o precyzyjnie określonej częstotliwości, czyli tzw. linie widmowe. 32-metrowy radioteleskop od lat jest używany właśnie do obserwacji linii maserowych, a toruński ośrodek jest znany na świecie z przeprowadzenia szeregu obserwacji obszarów występowania linii maserowej metanolu o częstotliwości 6,7 GHz (Szymczak i inni 2000, 2002, 2018). Najbardziej spektakularne osiągnięcie w zakresie badań linii maserowych prowadzonych w Centrum Astronomii UMK to odkrycie obiektów o regularnych pulsacjach. Na 25 takich obiektów poznanych do dzisiaj, aż 10 zostało odkrytych dzięki obserwacjom 32-metrowym radioteleskopem UMK. Ponadto odkrycie jedynego znanego dzisiaj obiektu, gdzie odbywa się naprzemienna zmienność masera pary wodnej i metanolu, to rezultat systematycznego monitoringu obiektów w Galaktyce naszym radioteleskopem (więcej).

Oprócz badań spektralnych dzięki nowemu systemowi odbiorczemu możliwe będzie uczestnictwo w obserwacjach w ramach Europejskiej Sieci Interferometrii Wielkobazowej (EVN). System do odbioru pasma 8-16 GHz jest ostatnim brakującym dotąd na 32-metrowym radioteleskopie a używanym przez EVN. Od tej chwili toruński radioteleskop będzie mógł więc uczestniczyć we wszystkich obserwacjach EVN. Planowany jest też udział w projekcie JUICE: JUpiter ICy moons Explorer, kosmicznej misji Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która ma na celu wykonać szczegółowe obserwacje gazowego olbrzyma Jowisza i jego trzech największych księżyców: Ganimedesa, Kallisto i Europy. Zadaniem naszego teleskopu łącznie z innymi europejskimi radioteleskopami, które mają uczestniczyć w eksperymencie PRIDE-JUICE (The Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment), będzie dokładne śledzenie toru lotu sondy JUICE podczas zbliżeń do księżyców Jowisza. Na podstawie pomiarów oddziaływania grawitacyjnego Europy czy Ganimedesa na orbitę JUICE będzie można potwierdzić lub odrzucić teorię zakładającą istnienie olbrzymich oceanów wodnych pod lodową powierzchnią tych księżyców.

Uruchomienie systemu odbiorczego pasma 8-16 GHz na 32-metrowym radioteleskopie Centrum Astronomii UMK zostało częściowo sfinansowane z grantu OPUS Narodowego Centrum Nauki pt. Badanie środowiska wokół masywnych młodych gwiazd (2016/21/B/ST9/01455), którego kierownikiem jest dr hab. Anna Bartkiewicz, a głównymi wykonawcami prof. dr hab. Marian Szymczak, dr Paweł Wolak, mgr Mateusz Olech, mgr Rafał Sarniak, mgr Michał Durjasz.

pozostałe wiadomości

galeria zdjęć