WMAP

WMAP (angl. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) - Vilkinsono vardo mikrobangų anizotropijos zondas - NASA palydovas, kurio paskirtis yra išmatuoti poliarizaciją ir temperatūrą reliktinio spinduliavimo, likusio po Didžiojo sprogimo. Palydovą iškėlė 2001 metais birželio 30 d. Delta II raketa, startavusi iš JAV Floridos Kanaveralo kyšulio.

Dailininko pavaizduotas WMAP palydovas L2 taške

Tyrimų programai vadovavo profesorius Charles L. Bennett iš Johns Hopkins universiteto. WMAP pavadintas David Wilkinson, vieno pirmųjų reliktinio spinduliavimo tyrėjų vardu. Palydovas pratęsė COBE' ir MIDEX darbus.

WMAP 0,3° skiriamąja geba išmatavo reliktinio spinduliavimo temperatūrų skirtumus įvairiose dangaus vietose su jautrumu 20 µK į 0.3° kvadratinį vaizdo elementą, su sisteminėmis paklaidomis, mažesnėmis nei 5 µK į vaizdo elementą. Gauti duomenys buvo naudojami Visatos kilmės teorijų tikrinimui.

WMAP naudojo diferencialinį mikrobangų radiometrą, kuris matavo temperatūrų skirtumus tarp dviejų taškų danguje. WMAP stebėjimus atliko iš L2 Saulė-Žemė Lagranžo taško.

Lagranžo taško privalumai buvo stabili padėtis bei galimybė stebėti netrukdant Saulei, Žemei bei Mėnuliui. WMAP skanavo dangų taip, kad padengdavo apie ~30 % dangaus kiekvieną dieną, o kai L2 taškas slinko orbita aplink Saulę, visą dangų WMAP nuskanuodavo kas kiekvienus šešis mėnesius. Norint efektyviai atmesti mūsų Galaktikos šaltinius, WMAP naudojo penkias skirtingas dažnio juostas tarp 22 ir 90  GHz.

2003 metų vasario 11 d. NASA publikavo pirmus rezultatus Archyvuota kopija 2004-11-08 iš Wayback Machine projekto. apie Visatos amžių ir sudėtį. NASA teigė, kad duomenys buvo tokie įdomūs, jog tai galima vadinti svarbiausiais moksliniais paskutinių metų rezultatais. Pasirodė, kad jie labai gerai atitinka ankstesnius reliktinio spinduliavimo matavimus ir yra pilnai suderinami su infliacija ir Lambda-CDM modeliais (Lambda - tai kosmologinis narys, surištas su tamsiąja energija, CDM - cold dark matter - šalta (nespinduliuojanti) nematomoji medžiaga, kartais dar vadinama tamsioji medžiaga).

Trejų metų WMAP matavimų duomenys (temperatūros ir poliarizacija) buvo paskelbti viešam naudojimui 2006 metų kovo 17 d.

Pagrindiniai WMAP rezultatai

WMAP išmatuotas reliktinio spinduliavimo žemėlapis

WMAP matavimų tikslumas buvo aukštesnis, nei prieš tai buvusių misijų. WMAP (remdamasis dabartiniais Lambda-CDM modeliais) parodė, kad:

• Visatos amžius yra 13,7 milijardų ± 200 milijonų metų .^[1]
• Visata susideda iš:
  • 4 % įprastinės barioninės medžiagos
  • 22 % nematomosios medžiagos, kuri nesugeria ir nespinduliuoja šviesos.
  • 74 % tamsiosios energijos, kuri atsakinga už greitėjantį Visatos plėtimąsi.
• Kosmologinis infliacijos scenarijus iš esmės gerai sutampa su trejų metų stebėjimo duomenimis, nors ir yra nesutapimas didelių kampinių kvadrupolinių momentų (apimančių didelius dangaus plotus) srityje.
• Hablo konstanta yra lygi 70 (km/s)/Mpc, +2.4/-3.2
• Duomenys atitinka plokščios Visatos geometriją su Ω = 1.02 +/- 0.02.
• Reliktinio spinduliavimo poliarizacijos matavimai patvirtina kosmologinę infliacijos teoriją.

Kiti reliktinio spinduliavimo tyrimo eksperimentai

Iki WMAP

• COBE - palydovas, matavo fluktuacijos dideliuose dangaus plotuose (didelio kampinio masto, 7° skiriamąja geba)
• Cosmic Anisotropy Telescope - antžeminis teleskopas, fluktuacijų tyrimas mažuose dangaus plotuose
• Boomerang - fluktuacijų matavimas didesniu tikslumu oro balionu pakeltu teleskopu
• Maxima - fluktuacijų matavimas didesniu tikslumu oro balionu pakeltu teleskopu
• Cosmic Background Imager - fluktuacijų tyrimas mažuose dangaus plotuose su didesniu tikslumu (0,1° skiriamojo geba, teleskopas Čilėje)
• Very Small Array - fluktuacijų tyrimas mažuose dangaus plotuose su didesniu tikslumu, pratęsė Cosmic Anisotropy Telescope darbus

Po WMAP

Atsižvelgiant į WMAP rezultatus planuojama:

• Clover - didelio tikslumo B-poliarizacijos modos matavimai antžeminiu teleskopu
• Planck Surveyor - padidinto tikslumo matavimai įvairaus dydžio dangaus plotuose (skiriamoji geba nuo 10 iki 30 kampinių minučių)

Nuorodos

1. D. N. Spergel, L. Verde, H. V. Peiris, E. Komatsu, M. R. Nolta, C. L. Bennett, M. Halpern, G. Hinshaw, N. Jarosik, A. Kogut, M. Limon, S. S. Meyer, L. Page, G. S. Tucker, J. L. Weiland, E. Wollack, E. L. Wright (2003). „First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Determination of Cosmological Parameters“. Astrophys. J .Suppl. 148: 175–194.{{cite journal}}: CS1 priežiūra: multiple names: authors list (link)

• WMAP Website at NASA GSFC
• NASA 2003 m. vasario 11 d., press release Archyvuota kopija 2004-11-08 iš Wayback Machine projekto.
• kosmologiniai parametrai - WMAP vienerių metų duomenys
• Seife, Charles, BREAKTHROUGH OF THE YEAR: Illuminating the Dark Universe, Science 2003 302: 2038–2039. Straipsnis su bibliografija ir vertingomis internetinėmis nuorodomis.
• Visatos dydžio matavimas
• WMAP ir reliktinis spinduliavimas - Straipsnis Space.com
• Visatos forma pagal WMAP rezultatus.
• Cosmology blog Archyvuota kopija 2007-04-09 iš Wayback Machine projekto. -trejų metų duomenų komentarai.
• NASA 2006 m. kovo 16 d., WMAP rezultatai Archyvuota kopija 2013-11-22 iš Wayback Machine projekto.
• Seife, Charles (2003). „With Its Ingredients MAPped, Universe's Recipe Beckons“. Science. 300 (5620): 730–731.