.How NASA’s Roman Coronagraph Could Change Our View of the Universe
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.How NASA’s Roman Coronagraph Could Change Our View of the Universe
NASA의 로마 코로나그래프가 우주에 대한 우리의 관점을 어떻게 바꿀 수 있었는지
주제:천문학JPLNASA로마 우주 망원경 작성자: 제트 추진 연구소(JET PROPULSION LABORATORY) 2024년 5월 26일 NASA 로마 코로나그래프 장비 로마 임무의 코로나그래프는 점점 더 발전하는 기술의 힘을 보여주기 위한 것입니다. 거대하고 가스로 이루어진 외계 행성과 다른 별을 둘러싸고 있는 먼지와 가스 원반에서 직접 빛을 포착하기 때문에 지구 크기의 암석 행성의 단일 픽셀 "이미지"인 미래를 향한 길을 제시할 것입니다. 그런 다음 빛은 무지개 스펙트럼으로 확산되어 행성 대기에 어떤 가스(아마도 산소, 메탄, 이산화탄소, 어쩌면 생명의 흔적)가 존재하는지 드러낼 수 있습니다. 출처: NASA의 고다드 우주 비행 센터
낸시 그레이스 로마 우주 망원경 의 기술 데모는 과학자들이 직접 이미지화할 수 있는 먼 행성의 다양성을 높이는 데 도움이 될 것입니다. NASA 의 낸시 그레이스 로마 우주 망원경 에 있는 로마 코로나그래프 장비는 별빛을 차단하고 부모 별의 눈부심에 가려진 행성을 드러내는 새로운 도구를 테스트함으로써 태양계 외부에서 거주 가능한 세계를 찾는 길을 닦는 데 도움이 될 것입니다. 기술 시연은 최근 남부 캘리포니아에 있는 NASA의 제트 추진 연구소(JPL) 에서 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 로 배송 되었으며, 그곳에서 2027년 5월 발사를 준비하기 위해 나머지 우주 관측소와 합류했습니다.
대륙 횡단 여행을 떠나기 전에 Roman Coronagraph는 별빛 차단 능력에 대한 가장 완벽한 테스트를 거쳤습니다. 엔지니어들은 이를 "다크홀 파기"라고 부릅니다. 우주에서 이 과정을 통해 천문학자들은 다른 별 주위의 행성이나 외계 행성 에서 나오는 빛을 직접 관찰 할 수 있습니다 . 로마에서 시연된 유사한 기술은 미래 임무에서 천문학자들이 그 빛을 사용하여 잠재적으로 생명체의 존재를 나타내는 화학 물질을 포함하여 외계 행성 대기의 화학 물질을 식별할 수 있게 해줍니다.
NASA의 Nancy Grace Roman Space Telescope에 탑재된 Roman Coronagraph Instrument는 다른 별 주위의 행성을 직접 이미지화하는 과학자의 능력을 향상시킬 것입니다. 우주 비행 중 가장 강력한 코로나그래프로서 NASA가 제안한 거주 가능 세계 천문대(Habitable Worlds Observatory)와 같은 미래 임무에 사용될 수 있는 새로운 기술을 보여줄 것입니다. 크레딧: NASA/ JPL -Caltech/GSFC
별빛 차단 기술 테스트 다크홀 테스트를 위해 팀은 우주의 차갑고 어두운 진공을 시뮬레이션하도록 설계된 밀폐된 챔버에 코로나그래프를 배치했습니다. 그들은 레이저와 특수 광학 장치를 사용하여 별에서 나오는 빛을 로마 망원경으로 관찰했을 때 보이는 모습으로 복제했습니다. 빛이 코로나그래프에 도달하면 기기는 마스크라고 불리는 작은 원형 가리개를 사용하여 개기 일식 동안 태양을 차단하는 자동차 바이저나 태양을 차단하는 달 과 같이 별을 효과적으로 차단합니다 .
이렇게 하면 별 근처의 희미한 물체를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 마스크를 쓴 코로나그래프는 이미 우주를 비행하고 있지만 지구와 같은 외계행성을 탐지할 수는 없습니다. 다른 별계에서 보면 우리의 고향 행성은 태양보다 약 100억 배 더 어둡게 보일 것이며, 둘은 상대적으로 서로 가깝습니다. 따라서 지구를 직접적으로 이미지화하는 것은 약 5,000km 떨어진 등대 옆에 있는 생물발광 조류의 한 점을 보려고 하는 것과 같습니다. 이전 코로나그래픽 기술을 사용하면 가면을 쓴 별의 눈부심조차 지구와 같은 행성을 압도합니다.
로마 코로나그래프 기기 배송 상자 5월 17일 JPL에서 Roman Coronagraph Instrument 팀의 구성원은 크레인을 사용하여 NASA의 고다드 우주 비행 센터로의 여행을 위해 장비가 보관된 선적 컨테이너의 상단 부분을 들어 올렸습니다. 출처: NASA/JPL-Caltech
코로나그래프 기술의 발전 로마 코로나그래프는 여러 개의 이동식 부품을 사용하여 과거 우주 코로나그래프보다 더 많은 원치 않는 별빛을 제거할 수 있는 기술을 시연할 예정입니다. 이러한 움직이는 부품은 우주에서 비행하는 최초의 "활성" 코로나그래프가 될 것입니다.
주요 도구는 각각 직경이 2인치(5센티미터)에 불과하고 위아래로 움직이는 2,000개 이상의 작은 피스톤으로 뒷받침되는 두 개의 변형 가능한 거울입니다. 피스톤은 함께 작동하여 변형 가능한 거울의 모양을 변경하여 마스크 가장자리 주위로 쏟아지는 원치 않는 산란광을 보상할 수 있습니다. 로마 코로나그래프 기기는 어떻게 작동하나요?
이 비디오는 원치 않는 별빛을 제거하여 다른 별 주위의 행성을 드러내는 방법을 보여줍니다. 출처: NASA의 고다드
우주 비행 센터 변형 가능한 거울은 로마 망원경의 다른 광학 장치의 결함을 수정하는 데도 도움이 됩니다. Roman의 다른 고도로 정확한 측정에 영향을 미치기에는 너무 작지만 결함으로 인해 별빛이 어두운 구멍으로 보내질 수 있습니다. 육안으로는 감지할 수 없는 변형 가능한 각 거울의 모양을 정확하게 변경하여 이러한 결함을 보완합니다. JPL의 Roman Coronagraph 프로젝트 부책임자인 Feng Zhao는 "결함이 너무 작고 영향이 너무 작아서 문제를 해결하기 위해 100번 이상 반복해야 했습니다."라고 말했습니다. “그것은 검안사를 만나러 갔을 때 그들이 다른 렌즈를 착용하고 '이것이 더 좋은가요?'라고 묻는 것과 비슷합니다. 이건 어때?' 그리고 코로나그래프는 우리가 기대했던 것보다 훨씬 더 나은 성능을 발휘했습니다.” 테스트하는 동안 코로나그래프 카메라의 판독값은 중앙 별 주위에 도넛 모양의 영역을 보여 주며 팀이 더 많은 별빛을 멀리 보내면서 천천히 어두워집니다. 따라서 별명은 "어두운 구멍을 파는 것"입니다. 우주에서는 기구가 변형 가능한 거울을 사용하여 작업을 수행하는 동안 이 어두운 영역에 숨어 있는 외계 행성이 천천히 나타납니다.
로마 코로나그래프 악기 "어두운 구멍 파기" 이 그래픽은 엔지니어들이 "다크홀 파기"라고 부르는 Roman Coronagraph Instrument의 테스트를 보여줍니다. 왼쪽에서는 고정된 구성 요소만 사용할 때 별빛이 시야에 새어 나옵니다. 가운데 및 오른쪽 이미지는 장비의 이동식 구성 요소가 결합됨에 따라 더 많은 별빛이 제거되는 것을 보여줍니다. 출처: NASA/JPL-Caltech
외계 행성의 직접 이미징 지난 30년 동안 다른 별 주위에서 5,000개 이상의 행성이 발견되고 확인 되었지만 대부분은 간접적으로 감지되었습니다. 즉, 행성의 존재는 부모 별에 어떤 영향을 미치는지에 따라 추론됩니다. 모별의 이러한 상대적인 변화를 감지하는 것은 훨씬 더 희미한 행성의 신호를 보는 것보다 훨씬 쉽습니다. 실제로 직접 촬영 된 외계 행성은 70개 미만입니다 . 지금까지 직접 촬영된 행성은 지구와 다릅니다. 대부분은 훨씬 더 크고, 더 뜨겁고, 일반적으로 별 에서 더 멀리 떨어져 있습니다 . 이러한 특징으로 인해 감지하기가 더 쉽지만 우리가 알고 있는 삶에 덜 호의적입니다. 잠재적으로 거주 가능한 세계를 찾으려면 과학자들은 별보다 수십억 배 더 어두울 뿐만 아니라 행성 표면에 액체 물이 존재할 수 있도록 적절한 거리에서 공전하는 행성의 이미지를 만들어야 합니다.
이는 발견된 생명체의 전조입니다. 지구에. 지구와 유사한 행성을 직접 이미지화하는 기능을 개발하려면 로마 코로나그래프와 같은 중간 단계가 필요합니다. 최대 성능으로 우리 태양과 같은 별 주위에 목성 과 유사한 외계 행성을 이미지화할 수 있습니다 . 이는 별의 거주 가능 구역 바로 바깥에 있는 크고 시원한 행성입니다.
로마 코로나그래프 기기 팀 서명 JPL의 팀원들은 5월 17일 NASA의 고다드 우주 비행 센터로 장비를 운반한 선적 컨테이너 외부의 깃발(임무 로고가 포함된)에 이름을 서명함으로써 Roman Coronagraph 장비에 작별 인사를 했습니다. 출처: NASA/JPL-Caltech
외계 행성 탐사에 대한 미래의 의미 NASA가 로마 코로나그래프에서 배운 내용은 태양과 같은 별의 거주 가능 구역에서 궤도를 도는 지구 크기 행성을 직접 이미지화하도록 설계된 미래 임무의 길을 밝히는 데 도움이 될 것입니다. 거주 가능한 세계 관측소(Habitable Worlds Observatory) 라고 불리는 미래 망원경에 대한 이 기관의 개념은 로마 코로나그래프 장비(Roman Coronagraph Instrument)가 우주에서 보여주는 것을 기반으로 하는 장비를 사용하여 지구와 유사한 최소 25개의 행성을 이미지화하는 것을 목표로 합니다. Roman Coronagraph의 프로젝트 시스템 엔지니어인 JPL의 Ilya Poberezhskiy는 "거주 가능한 세계 관측소와 같은 임무 목표를 달성하려면 변형 가능한 거울과 같은 능동 구성 요소가 필수적입니다."라고 말했습니다. “Roman Coronagraph Instrument의 활성 특성을 통해 일반 광학 장치를 다른 수준으로 끌어올릴 수 있습니다. 이는 전체 시스템을 더욱 복잡하게 만들지만, 이것이 없었다면 이런 놀라운 일을 할 수 없었을 것입니다.”
https://scitechdaily.com/how-nasas-roman-coronagraph-could-change-our-view-of-the-universe/
메모 2405271023
천문관측 장비에 입사하는 빛은 대부분 방사광이지만 그 중 빛나는 입사광으로 부터 스펙트럼화된 수평적 로드를 걸쳐 포물경 초점 구멍에 모이게 하고 다시 인위적으로 실험실내에서 증폭된 빛을 수평.포물경.초점화 기본 세팅을 기준으로 몇십단계 걸치면 더 세밀한 빛의 정보를 알아낼수 있으리라.
소스1.편집
테스트하는 동안 코로나그래프 카메라의 판독값은 중앙 별 주위에 도넛 모양의 영역을 보여 주며 팀이 더 많은 별빛을 멀리 보내면서 천천히 어두워진다. 따라서 별명은 어두운 구멍을 파는 것이다. 우주에서는 기구가 변형 가능한 거울을 사용하여 작업을 수행하는 동안 이 어두운 영역에 숨어 있는 외계 행성이 천천히 나타난다.
로마 코로나그래프는 여러 개의 이동식 부품을 사용하여 과거 우주 코로나그래프보다 더 많은 원치 않는 별빛을 제거할 수 있는 기술이다. 이러한 움직이는 부품은 우주에서 비행하는 최초의 "활성" 코로나그래프가 될 것이다. 주요 도구는 각각 직경이 2인치(5센티미터)에 불과하고 위아래로 움직이는 2,000개 이상의 작은 피스톤으로 뒷받침되는 두 개의 변형 가능한 거울이다. 피스톤은 함께 작동하여 변형 가능한 거울의 모양을 변경하여 마스크 가장자리 주위로 쏟아지는 원치 않는 산란광을 보상할 수 있다.
NASA 의 낸시 그레이스 로마 우주 망원경 에 있는 로마 코로나그래프 장비는 별빛을 차단하고 부모 별의 눈부심에 가려진 행성을 드러내는 새로운 도구를 테스트함으로써 태양계 외부에서 거주 가능한 세계를 찾는 길을 닦는 데 도움이 될 것이다.
1.
빛의 진행과정에서 별빛 차단 능력에 대한 가장 완벽한 테스트를 걸친다. 이를 '다크홀 파기'라고 부른다. 우주에서 온 빛이 이 과정을 통해 다른 별 주위의 행성이나 외계 행성에서 나오는 빛을 직접 관찰 할 수 있다 . 시연된 유사한 기술은 미래 임무에서 천문학자들이 그 빛을 사용하여 잠재적으로 생명체의 존재를 나타내는 화학 물질을 포함하여 외계 행성 대기의 화학 물질을 식별할 수 있게 해준다.
Memo 2405271023
Most of the light that enters astronomical observation equipment is synchronized light, but from the shining incident light, a spectralized horizontal rod is collected into the focus hole of the parabola, and then the light artificially amplified in the laboratory is set to the basic settings for horizontal, paraboloid, and focusing. If you take a few dozen steps based on , you will be able to find out more detailed light information.
Source 1. Edit
During the test, readings from the coronagraph camera showed a donut-shaped region around the central star, slowly darkening as the team sent more starlight away. Hence the nickname: Digging a Dark Hole. In space, an alien planet lurking in this dark region slowly emerges as the instrument uses deformable mirrors to do its work.
The Roman coronagraph uses multiple moving parts to remove more unwanted starlight than past space coronagraphs. These moving parts will be the first "active" coronagraphs to fly in space. The main tools are two deformable mirrors, each just 2 inches (5 centimeters) in diameter, supported by more than 2,000 tiny pistons that move up and down. The pistons work together to change the shape of the deformable mirrors, allowing them to compensate for unwanted scattered light pouring in around the edges of the mask.
The Roman Coronagraph instrument on NASA's Nancy Grace Roman Space Telescope will help pave the way for finding habitable worlds outside our solar system by testing new tools that block starlight and reveal planets obscured by the glare of their parent stars.
One.
The process of light undergoes the most complete test of starlight blocking ability. This is called ‘dark hole digging’. Through this process, light from space can be directly observed from planets around other stars or exoplanets. Similar technology demonstrated could allow astronomers on future missions to use that light to identify chemicals in exoplanet atmospheres, including chemicals that could potentially indicate the presence of life.
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.Theory and experiment combine to shine a new light on proton spin
이론과 실험이 결합되어 양성자 스핀에 대한 새로운 빛을 밝힙니다
작성자: Kandice Carter, Thomas Jefferson National Accelerator Facility 실험 데이터와 격자 양자 색역학 계산에 대한 전체적인 분석은 핵자 스핀에 기여하는 글루온(보라색 물결선)의 역할에 대한 통찰력을 제공합니다. 글루온은 의 발현입니다. 크레딧: Jefferson Lab MAY 24, 2024
-핵 물리학자들은 양성자가 어떻게 스핀을 받는지 밝히기 위해 오랫동안 노력해 왔습니다. 이제 실험 데이터와 최첨단 계산을 결합한 새로운 방법을 통해 양성자를 함께 묶는 바로 그 접착제의 스핀 기여에 대한 보다 자세한 그림이 공개되었습니다. 이는 또한 양성자의 3D 구조를 이미지화하는 길을 열어줍니다. 이 작업은 미국 에너지부 산하 토마스 제퍼슨 국립 가속기 시설(Thomas Jefferson National Accelerator Facility) 산하 이론 및 계산 물리학 센터(이론 센터)의 박사후 연구원인 Joseph Karpie가 주도했습니다.
-그는 이 수십 년 된 미스터리가 1987년 양성자 스핀의 근원을 측정하면서 시작되었다고 말했습니다. 물리학자들은 원래 양성자의 구성 요소인 쿼크가 양성자 스핀의 주요 원인이 될 것이라고 생각했습니다. 하지만 그들이 발견한 것은 그게 아니었습니다. 양성자의 쿼크는 측정된 양성자의 전체 스핀 중 약 30%만을 제공하는 것으로 밝혀졌습니다. 나머지는 지금까지 측정하기가 더 어려운 것으로 입증된 두 가지 다른 소스에서 비롯됩니다. 하나는 신비로우면서도 강력한 강력한 힘이다.
강한 힘은 우주를 구성하는 4가지 기본 힘 중 하나입니다. 이는 양성자나 중성자와 같은 다른 아원자 입자를 구성하기 위해 쿼크를 "접착"하는 것입니다. 이 강력한 힘의 발현을 글루온이라고 하며, 이는 양성자의 스핀에 기여하는 것으로 생각됩니다.
-스핀의 마지막 부분은 양성자의 쿼크와 글루온의 움직임에서 비롯되는 것으로 생각됩니다. "이 논문은 물리학의 동일한 부분을 이해하기 위해 노력해 온 이론 센터의 두 그룹을 하나로 모으는 것입니다. 물리학의 내부에 있는 글루온이 양성자가 얼마나 많이 회전하는지에 어떻게 기여하는지입니다. ”라고 말했다.
그는 이 연구가 글루온 스핀의 초기 실험 측정에서 나온 수수께끼 같은 결과에서 영감을 얻었다고 말했습니다. 측정은 뉴욕 브룩헤이븐 국립연구소(Brookhaven National Laboratory)에 기반을 둔 DOE Office of Science 사용자 시설인 상대론적 중이온 충돌기(Relative Heavy Ion Collider)에서 이루어졌습니다. 처음에 데이터는 글루온이 양성자의 스핀에 기여할 수 있음을 나타내는 것처럼 보였습니다. 그들은 긍정적인 결과를 보여주었습니다.
하지만 데이터 분석이 개선되면서 또 다른 가능성이 나타났다. Karpie는 "그들이 분석을 개선했을 때 매우 다르게 보이는 두 가지 결과를 얻기 시작했습니다. 하나는 긍정적이고 다른 하나는 부정적이었습니다."라고 설명했습니다. 이전의 긍정적인 결과에서는 글루온의 스핀이 양성자의 스핀과 정렬되어 있음을 나타냈지만 향상된 분석에서는 글루온의 스핀이 전체적으로 부정적인 기여를 할 가능성이 허용되었습니다. 이 경우 양성자 스핀의 대부분은 쿼크와 글루온의 움직임이나 쿼크 자체의 스핀에서 비롯됩니다. 이 수수께끼 같은 결과는 Jefferson Lab Angular Momentum(JAM) 공동 작업에 의해 발표되었습니다.
한편, HadStruc 협력은 동일한 측정을 다른 방식으로 다루고 있었습니다. 그들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여 양성자 내 쿼크와 글루온 간의 상호 작용을 설명하는 기본 이론인 양자 색역학(QCD)을 계산했습니다. 이러한 강력한 계산을 수행하기 위해 슈퍼컴퓨터를 장착하기 위해 이론가들은 이론의 일부 측면을 다소 단순화합니다. 컴퓨터용으로 다소 단순화된 버전을 격자 QCD라고 합니다. Karpie는 두 그룹의 데이터를 통합하는 작업을 주도했습니다. 그는 전 세계 시설에서 수행된 실험의 결합 데이터로 시작했습니다. 그런 다음 격자 QCD 계산 결과를 분석에 추가했습니다. "이것은 쿼크 와 글루온 스핀에 대해 우리가 알고 있는 모든 것과 글루온이 1차원에서 양성자의 스핀에 어떻게 기여하는지를 종합한 것입니다."라고 이 연구에 참여한 Jefferson Lab의 선임 과학자인 David Richards는 말했습니다. Karpie는 "그렇게 했을 때, 부정적인 것들이 사라지지 않고 극적으로 변했다는 것을 알았습니다. 그것은 그들에게 뭔가 재미있는 일이 벌어지고 있다는 것을 의미했습니다"라고 Karpie는 말했습니다. Karpie는 최근 Physical Review D 에 발표된 연구의 주요 저자입니다 .
그는 두 가지 접근법의 데이터를 결합하면 더 많은 정보를 얻을 수 있다는 것이 주요 시사점이라고 말했습니다. Karpie는 "우리는 두 데이터 세트를 함께 결합하여 둘 중 하나가 독립적으로 얻을 수 있는 것보다 더 나은 결과를 얻고 있습니다. 이는 격자 QCD를 결합하고 하나의 문제 분석에서 함께 실험함으로써 더 많은 것을 배울 수 있다는 것을 실제로 보여줍니다."라고 Karpie는 말했습니다. "이것은 첫 번째 단계이며, 우리는 더 많은 격자 데이터를 만들 뿐만 아니라 점점 더 많은 관찰 가능 항목을 사용하여 이 작업을 계속할 수 있기를 바랍니다." 다음 단계는 데이터 세트를 더욱 개선하는 것입니다. 더 강력한 실험이 양성자에 대한 더 자세한 정보를 제공함에 따라 이러한 데이터는 한 차원을 넘어서는 그림을 그리기 시작합니다. 그리고 이론가들이 더욱 강력해진 슈퍼컴퓨터에서 계산을 개선하는 방법을 배우면서 그들의 솔루션도 더욱 정확해지고 포괄적이 되었습니다.
목표는 궁극적으로 양성자의 구조를 3차원적으로 이해하는 것입니다. "그래서 우리는 우리의 도구가 더 간단한 1차원 시나리오에서 작동한다는 것을 알게 되었습니다. 지금 우리의 방법을 테스트함으로써 우리는 3D 구조로 이동하고 싶을 때 수행해야 할 작업이 무엇인지 알 수 있기를 바랍니다."라고 Richards는 말했습니다. "이 작업은 양성자 가 어떻게 생겼는지에 대한 3D 이미지에 기여할 것입니다 . 따라서 이제 이 더 쉬운 작업을 수행하여 문제의 핵심에 도달하는 방법을 구축하는 것이 전부입니다."
추가 정보: J. Karpie et al, 실험 데이터 및 격자 QCD Ioffe 시간 분포의 전역 분석에서 얻은 Gluon 나선성, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.036031 저널 정보: 실제 검토 D Thomas Jefferson National Accelerator Facility 제공
https://phys.org/news/2024-05-theory
메모 2405270630 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
핵자 내부에는 다양한 스핀구조가 여러 위치에서 상호작용한다. 이를 qpeoms 양자이론으로 설명할 수 있다.
핵자 스핀에는 직교좌표 xyz축이 있다. 핵자에는 광자가 0의 원점에서 광자의 이중성을 보이는 susqer.spin.bar가 3개 xyz 축이 존재한다. 그 축에는 gruon.susqer가 있어 quark.pointer.2(u,d)를 가진다. 광자는 쿼크의 uud의 양성자 스핀경로, 중성자 udd.spin를 따라간다. 허허.
Memo 2405270630 My thought experiment qpeoms storytelling
Inside the nucleon, various spin structures interact at various locations. This can be explained by qpeoms quantum theory.
The nucleon spin has a Cartesian coordinate xyz axis. In the nucleon, there are three xyz axes susqer.spin.bar showing the duality of photons at the origin of 0. The axis has gruon.susqer and has quark.pointer.2(u,d). The photon follows the spin path of the proton, uud, of the quark, and the neutron, udd.spin. haha.
Example 1.
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