文章发表于2024-02-08 10:07:17,归属【科技前沿】分类,已有412人阅读
喷气推进实验室的宇宙学研究人员正在研究宇宙的起源、演化和组成,从暴胀时代开始。开展所有相关领域的活动,包括:
1)天体物理和宇宙现象的理论建模;
2)开发数据分析和科学提取使能框架,以支持正在进行和未来的空间任务和亚轨道观测工作;
3)设计和实施使能探测器技术和仪器,用于大规模观测宇宙和研究遥远物体。
当前研究任务
喷气推进实验室的宇宙学家正在研究宇宙的历史,从大爆炸到再电离时代,一直到现在。Planck宇宙飞船的微波观测,以及BICEP2等地面实验,以前所未有的精度确定了目前公认的Lambda-CDM宇宙模型的关键参数。这个领域正在进行的研究正在寻找宇宙大爆炸产生的原始引力波的证据。在从红外线到无线电的频率上绘制强度图的新技术将试图揭示宇宙整个历史的大规模结构。喷气推进实验室的宇宙学家还致力于解释暗能量的本质,暗能量是近来宇宙加速膨胀的一个假想原因。为此,他们使用地面设施,如斯巴鲁望远镜上的定焦光谱仪和DESI,计划未来的任务,如罗马太空望远镜(以前称为WFIRST),并为未来的天基天体物理学任务开发先进技术。这些技术可以为敏感的天文观测提供新的能力,并在光度、偏振和光谱学等所有领域收集广泛的信息。喷气推进实验室的研究人员正在开发工具,以研究已经从许多地面和太空望远镜获得的丰富多样的天体物理数据,包括哈勃、斯皮策、普朗克和朱诺,以及未来的Euclid、罗马、LISA和SPHEREx。
选定的研究课题
1. Planck
美国国家航空航天局在欧洲航天局的普朗克任务中发挥了重要作用。JPL为Planck做出了重要贡献,例如热设计(V型凹槽),吸收冷却器,高频仪器的辐射热计和新颖的数据分析框架(例如HEALPix, Commander, FEBeCoP等)。Planck是第三代太空任务,旨在以前所未有的角度分辨率、灵敏度和频率覆盖范围观测宇宙微波背景(CMB)。Planck任务的无价遗产包括最精确和详细的CMB各向异性全天空图,以及许多天体物理前景发射源。Planck精确的宇宙学测量可以回答关于宇宙起源及其大尺度结构形成的重要问题。对Planck数据的分析还揭示了银河系中众多的恒星形成云,并发现了数十亿年前被尘埃笼罩的星系群。
2. 罗马太空望远镜
罗马太空望远镜是美国宇航局的一个天文台,旨在揭开暗能量和暗物质的秘密,搜索和成像系外行星,并探索红外天体物理学的许多主题。望远镜将有两个仪器,宽视场仪器和日冕仪。宽视场仪器(视野比哈勃红外仪器大100倍)将能够生成新的宇宙大图片,这将帮助天文学家探索宇宙的一些最大的谜团,包括为什么宇宙的膨胀似乎在加速。罗马太空望远镜还将配备一个日冕技术演示仪器,该仪器旨在通过阻挡恒星的光线直接成像系外行星,从而观察到较暗的行星。
3. LISA
LISA是建立在LISA探路者和LIGO成功基础上的天基引力波天文台。LISA任务由ESA领导,是ESA、NASA和一个国际科学家联盟的合作项目。LISA将探测并精确测量来自天文来源的引力波,即时空结构中的微小涟漪。LISA的目标是利用激光干涉测量法直接测量引力波:它将利用高精度测量系统,通过测量航天器内部自由落体质量之间距离的微小变化,直接观测经过的引力波。
4. SPHEREx
SPHEREx是美国国家航空航天局的一项中型探索者任务,旨在通过以下方式限制暴胀物理学:
1. 研究其在物质三维大尺度分布上的印记。
2. 通过大规模集群的深度多波段测量来追踪星系光产生的历史,研究恒星和行星盘形成早期阶段水和生物冰的丰度和组成。
SPHEREx是第一个近红外全天空光谱调查:它将测量整个天空中0.7到5微米之间的近红外光谱。