CHIME začal zkoumat vesmír a uvádí novou kapitolu radioastronomie

CHIME tak má přinést novou kapitolu do světa radiové astronomie, neboť jde o "radikálně odlišný teleskop" v porovnání s těmi již existujícími. V Kanadě bude největší svého druhu a také jde o digitální teleskop, což znamená, že velkou část práce bude odvádět software, který navíc poběží na běžném hardwaru, který nebyl vyvinutý speciálně pro jeho účely. Jde o zesilovače pro mobilní telefonii a také o běžné herní grafické karty, které dodají potřebný výkon. I díky tomu tento nástroj přišel v přepočtu na necelých 270 milionů korun, což není mnoho za takové zařízení. 

 

jedna ze čtyř částí radiového teleskopu CHIME

 

Obyčejný a zároveň programovatelný hardware pak umožní, aby CHIME mohl pracovat v popředí třech front moderní astronomie, a to konkrétně při studiu temné energie, pulzarů a nedávno zmíněných FRB - Fast Radio Burst. Jak ale označení tohoto zařízení říká, konkrétně se bude sledovat výskyt vodíku. Největší břemeno práce teleskopu CHIME přitom ponese zařízení pro zpracovávání zachycených signálů a samotná anténa není ani moc důležitá. Je také stacionární bez možnosti směrování, takže bude prostě jen pasivně skenovat severní oblohu.

  

Na fotografii přitom vidíte pouze jednu z celkových čtyř částí, jejichž středová lišta je osázena 256 dvoupolarizačními anténami a výstupy všech dostupných antén jsou kombinovány, takže CHIME pracuje jako světově největší korelátor, jenž tak kombinuje a zesiluje slabé radiové signály, aby ty mohly vyniknout v okolním šumu. 

 

Data jsou přitom zpracovávána ve dvou fázích. V první jsou analogové signály převedeny do digitální podoby pomocí "F-Engine", jenž je uspořádá dle frekvence. Pak se o ně postará "X-Engine", jenž už zpětně vytvoří pomocí prostorové analýzy obraz oblohy. A právě zde se využije síla grafických karet, neboť digitalizační engine bude muset zpracovávat mezi 13 a 14 terabity dat každou sekundu. 

 

mapa výskytu neutrálního atomického vodíku v naší galaxii

 

Pokud jde o temnou energii, jak nám ji může přiblížit sledování výskytu vodíku? Tato energie má být zodpovědná za zrychlující se rozpínání vesmíru a CHIME ji bude studovat nepřímo sledováním BAO (Baryonic Acoustic Oscillation). To jsou jakési kulové schránky materiálu, který má vyšší hustotu než jejich okolí a vytvořeny byly zvukovými vlnami šířícími se skrz hustou polévku mladého vesmíru. 

 

Nyní mají jejich pozůstatky tvořené neutrálním vodíkem vždy velice podobnou velikost, a to asi 400 milionů světelných let v průměru, díky čemuž mohou posloužit jako standardní měřítko pro určování vzdáleností, a tedy i pro měření rozpínání vesmíru. CHIME tak bude sledovat výskyt vodíku ne tak, jak ukazuje výše uvedená mapa, ale v mnohem větším "nadgalaktickém" měřítku. Zvládne to díky tomu, že neutrální vodík září do okolí v charakteristické vlnové délce 21 cm (1420 MHz), což však vlivem expanze vesmíru a Dopplerova efektu k nám doputuje jako výrazně nižší frekvence. Proto he CHIME optimalizován na rozsah 400 až 800 MHz, díky čemuž bude moci pátrat v dalekých končinách vesmíru, kde byl starý pouze 2,5 až 7 miliard let a temná energie měla začít hrát důležitou roli. 

 

Více se dozvíte v původním článku na serveru Astronomy.