Wie würde „das nächste GAIA“-ähnliche Instrument aussehen? Könnte es einfach eine 3- bis 5-fach vergrößerte Version desselben schönen Systems sein?

Diese ausgezeichnete, gründliche und gut fundierte Antwort auf Wurde jemals ein Gravitations-Mikrolinsenereignis vorhergesagt? Wenn ja, wurde es beobachtet? erwähnt mehrere Werke, in denen Hunderte bis Tausende von Ereignissen vorhergesagt werden.

Grob gesagt sind diese innerhalb der nächsten 50 Jahre und erfordern Weltraumteleskope aufgrund der Sub-Mas- und Sub-Mmag-Größen der astrometrischen bzw. photometrischen Mikrolinseneffekte.

Die Antwort beginnt:

In der Prä-Gaia-Ära war dies praktisch unmöglich, da Positionen und Eigenbewegungen für eine ausreichend große Stichprobe von Sternen nicht präzise genug waren. Mit der Veröffentlichung von Gaia-Daten ist es jedoch zu einem aktiven Forschungsgebiet geworden.

GAIA der nächsten Generation?

Eine einfache Skalierung um einen Faktor F hätte eine mögliche kleinere auflösung durch F − 1 so "aussehen" ein Faktor von F weiter in Parallaxenmessungen und haben eine F 2 Eine größere Lichtsammlung würde also einen Faktor von "sehen". F ferner bei der gleichen Grenzgröße (was eine gültige Annahme sein kann oder nicht).

Dies ist sicherlich eine Herausforderung für das CCD-Array, das möglicherweise ein Faktor sein muss F 2 physisch größer, aber (vermutlich naiv) einen Faktor von haben F 4 mehr Pixel, um die verbesserte Beugungsgrenze voll auszuschöpfen, und das kann schwerwiegende Rauschnebenwirkungen haben.

Frage: Könnte ein GAIA der nächsten Generation einfach um den Faktor 3 oder 5 des gleichen schönen Systems aus zwei rechteckigen Primärspiegeln vergrößert werden, die 106,5 voneinander entfernt sind und gleichzeitig auf einer großen optischen Bank aus Siliziumkarbid auf der gleichen Brennebene abgebildet werden " Langsam und stetig rotierend synchron mit der CCD-Auslesegeschwindigkeit? Wenn nicht, wie würde „das nächste GAIA“-ähnliche Instrument aussehen?

Weiterlesen:

GAIA optische Bank und doppelte Hauptspiegel

oben: GAIAs optische Bank aus Siliziumkarbid, bei der die beiden Objektivspiegel ihrer Doppelteleskope um 106,5° auseinander zeigen. Aus Spaceflight 101 , Bildnachweis: ESA/Astrium.

CCD-Array von GAIA, von Spaceflight 101 & ESA

CCD-Array von GAIA, von Spaceflight 101 & Astrium

oben x2: CCD-Array von GAIA, von Spaceflight 101 , Bildnachweis: ESA bzw. Astrium.

Gaias Abbildungssystem, einschließlich Spiegel 4, 5 und 6, Prismen, Beugungsgitter und CCD-Array

oben: Bildgebungssystem von Gaia, einschließlich Spiegel 4, 5 und 6, Prismen, Beugungsgitter und CCD-Array, von hier , Bildnachweis: EADS Astrium.

Antworten (1)

Eine hochskalierte Version von GAIA 2.0 als nur eine hochskalierte Version wäre für die ESA schwer zu verkaufen. M-Klasse-Missionen mit der ESA haben in der Vergangenheit diesen Weg nicht beschritten. Stattdessen ist es vorstellbar, dass die ESA, obwohl sie immer noch versucht, die Astrometrie-Tradition am Leben zu erhalten, eine Art Game-Changer als nächste Mission akzeptiert.

Ein Infrarot-GAIA könnte diesen Game-Changer durchaus verändern. Um Hobbs et al. (2021) zu zitieren :

Die Verwendung von TDI-fähigen Detektoren für sichtbares NIR ist optimal, um den wissenschaftlichen Ertrag zu maximieren, indem dieselben bewährten Konzepte wie bei Gaia wiederverwendet werden. Eine neue NIR-Astrometrie-Mission wird mindestens fünfmal so viele Sterne entdecken und die wichtigen NIR-Regionen der Galaxis erschließen. Während das Raumschiff außerhalb der galaktischen Ebene scannt, wäre es möglich, tiefer als G = 20,7 zu ​​gehen und die wissenschaftlichen Ergebnisse in der Halo-Region zu verbessern. Die größte Herausforderung für diese spannende Wissenschaftsmission ist eindeutig die Entwicklung der neuen Detektortechnologie zu vertretbaren Kosten.

Da große Teile der Galaxie aufgrund der Staubextinktion für GAIA verdeckt sind (außer z. B. Baades Fenster ), ist dieser Effekt im Infraroten viel schwächer (da die Infrarotopazität des galaktischen Staubs mit einem Potenzgesetz in Richtung abfällt). größere Wellenlängen, z. B. Draine (2003) ). Darüber hinaus ist die rötere Population von Sternen für das aktuelle GAIA teilweise überhaupt nicht sichtbar, einfach aufgrund der Wien-Grenze im Planck-Spektrum, sodass Infrarot-GAIA nicht nur zahlenmäßig zunehmen, sondern auf eine andere Sternpopulation zugreifen würde, die a ist viel stärkerer wissenschaftlicher Fall zu machen.

Aktuelle Entwicklungen innerhalb der GAIA-Community und Whitepaper gehen also in diese Richtung. Wie der obige Artikel zeigt, gibt es jedoch noch technologische Probleme zu lösen, zB die IR-Langzeitstabilität, die für die Photometrie entscheidend ist.

Aus deiner Frage

[...] langsam und stetig synchron mit der CCD-Auslesegeschwindigkeit rotiert?

das war mir nicht ganz klar, ob du das als innovation für das nächste GAIA vorschlägst, da das jetzige das schon tut.

Wow, danke für deine ausführliche Antwort! Eine kurze Anmerkung zum "Rotating"-Bit, da ich "same" zweimal im Satz direkt vor dem [...] verwendet hatte, hielt ich vielleicht einfach keine dritte Instanz für notwendig. Es sollte keine Innovation suggerieren; Gleichheit abgesehen vom Maßstab ist das, was dieser Satz andeuten wollte.
Wie würde „das nächste GAIA“-ähnliche Instrument aussehen? Könnte es einfach eine 3- bis 5-fach vergrößerte Version desselben schönen Systems sein?
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