Пример 3. Чувствительность континуума в зависимости от длины волны набора инструментов SOFIA для средних и дальних инфракрасных диапазонов. Показано , являются 4 минимального обнаруживаемого континуума плотности потока для точечных источников в janskys на 900 сек времени интегрирования.
Пример 4.
89м изображения (интенсивность представлена цветом) с измерениями поляризации на одной и той же длине волны (черные линии), сделанных с использованием HAWC + на СОФИЯ. Длина линии - это степень поляризации. Размер луча SOFIA составляет 7,8 что обозначено черным кружком в правом нижнем углу.
Учитывая универсальность и долговременный характер SOFIA, существует постоянная потребность в более мощных приборах во всем диапазоне длин волн SOFIA. Однако уникальной нишей SOFIA, учитывая ее теплый телескоп и атмосферу, надвигающуюся эру космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и все более мощные наземные платформы, является спектроскопия высокого разрешения. В настоящее время это реализуется с помощью двух инструментов (GREAT и EXES). Разрабатываемый прибор со средним инфракрасным спектрометром высокого разрешения (HIRMES), который ввели в эксплуатацию в 2019 году, расширит возможности спектроскопии высокого разрешения SOFIA. HIRMES охватывает от 25 до 122 мкм , с тремя режимами спектроскопических ( R=600 , R=10000 и R=100000 ) и режим спектроскопии визуализации ( R=2000 ).
Поскольку SOFIA может обновляться с помощью новых инструментов, она предоставляет как новые научные возможности, так и развитие технологий для будущих космических полетов в дальнем инфракрасном диапазоне. SOFIA предлагает криокулер мощностью 20 кВА с двумя компрессорами, способными обслуживать две холодные головки. Головки могут быть сконфигурированы для работы двух криостатов или параллельно в одном криостате для увеличения мощности тепловой перекачки, с мощностью охлаждения второй ступени Q2≥800 мВт при 4,2 К и мощностью охлаждения первой ступени Q1≥15Вт при 70 К. Приборы на борту SOFIA могут весить до 600 кг, исключая электронику прибора в стойке противовеса и стойки PI, и могут потреблять мощность до 6,5 кВт. Их объем ограничен доступом к двери самолета и должен соответствовать ограничениям сборки телескопа.
Возможности, которые были бы неоценимы в инструменте SOFIA следующего поколения, включают, но не ограничиваются следующим:
- Приборы с ≥100 лучей , которые позволяют с низким и высоким разрешением спектроскопии (до суб-кмсек-1 разрешение по скорости) от 30 до 600 мкм . Это позволило бы получить карты спектральных линий с большой разрешающей способностью и разрешением по скоростям ключевых переходов тонкой структуры в гигантских молекулярных облаках и дополнить длины волн, доступные для JWST и наземных телескопов. Современное состояние SOFIA - это upGREAT LFA: 14 лучей, разнос каналов 44 кГц.
- Средне- для широкого диапазона изображений и поляриметрии изображения от 30 до 600 мкм , с 104-5пикселей и ПЗ десятков угловых минут. Текущее состояние искусства в Софии HAWC + с 64×40 пикселей массивом и наибольшим возможным FoV из 8,0'×6,1' .
- Высокого разрешения спектроскопии при 2,5 до 8 μm чтобы определить несколько молекул в газовой фазе. Эти молекулы не легко доступны с земли ( пример 1 ) и не могут быть надежно идентифицированы JWST, поскольку его ближний инфракрасный спектрометр NIRSpec достигает только R=2700" role="presentation" >R=2700R=2700 . В настоящее время СОФИЯ не имеет такого инструмента.
- Разрешение высокой спектральной ( R=4000 до 100000) от 5 до 30м отображение спектроскопии с коэффициентом ≥3 и повышение эффективности наблюдения и чувствительность , чем EXES. Это дополнило бы JWST, который наблюдает в том же диапазоне длин волн, но при R<3300 с прибором среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Такой инструмент на SOFIA может затем идентифицировать молекулярные линии, которые JWST может обнаруживать, но не разрешать спектрально. Текущий уровень техники в SOFIA - это EXES, с R∼100 000 и чувствительностью (10,100с)10 Jy на 10 мкмм 20 Джи в
20 мкмм (NELB,10сг ,100с :1,4×10-6Втм-2ср-1 на 10 мкмм 7,0×10-7Втм-2ср-1 при 20м ).
Продолжение следует...