Конец Аресибо: эра гигантских телескопов подходит к концу

305-метровый телескоп обсерватории Аресибо в ноябре 2020 года. Университет Центральной Флориды / Обсерватория Аресибо

Это конец эпохи одного из самых известных телескопов астрономии. После серии аварий в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико ее гигантский телескоп, когда-то самый большой радиотелескоп в мире, выводится из эксплуатации.

Его закрытие знаменует не только конец истории этой достопримечательности, но, возможно, начало конца гигантских телескопов как новейших астрономических инструментов.

Конец линии для Аресибо

Проблемы Аресибо начались в августе этого года, когда вспомогательный кабель протянул над 1000-футовой отражающей тарелкой. щелкнул и упал, разрывая на его поверхности брешь длиной 100 футов. Объект уже находился в опасном положении из-за повреждений, нанесенных ураганом Мария в 2017 году, и разрыв кабеля вынудил прекратить его работу.

Университет Центральной Флориды

К счастью, в аварии никто не пострадал. Однако Национальный научный фонд (NSF), курирующий обсерваторию, заявил, что сооружению «грозит катастрофический отказ». Тем не менее инженеры сохраняли надежду, что кабели и антенну можно будет отремонтировать.

Но в начале ноября в обсерватории произошел еще один серьезный инцидент, когда вышел из строя главный кабель, вероятно, из-за дополнительной нагрузки, которую он нес без вспомогательного кабеля. В течение месяца NSF объявило, что не может безопасно устранить повреждение и выведет телескоп из эксплуатации.

Научное и культурное наследие

Обсерватория Аресибо в фильме GoldenEye
Обсерватория Аресибо в фильме GoldenEye MGM

Построенный между 1960 и 1963 годами, телескоп был известен не только своими научными достижениями, но и как один из самых узнаваемых символов астрономии для широкой публики. Его часто показывали на экране, в таких фильмах, как Связаться с нами и сериалы вроде Секретные материалы а также место культовой финальной сцены боя в фильме о Джеймсе Бонде Золотой глаз.

Джеймс Бонд болтается над 1000-футовой тарелкой обсерватории Аресибо
Джеймс Бонд болтается над 1000-футовой тарелкой обсерватории Аресибо MGM

Огромный размер антенны сделал ее более чувствительной, чем другие радиотелескопы той эпохи, что позволило ей обнаруживать очень слабые радиосигналы и позволило исследователям заглянуть в космос глубже, чем когда-либо прежде.

Его ранние проекты в SETI (поиск внеземного разума), такие как отправка Сообщение Аресибо в 1974 году помог привлечь общественный интерес к этой ранее малоизвестной области. И телескоп сыграл важную роль в поисках первых экзопланет, поскольку он использовался для определения местоположения пульсар вокруг которого были открыты три самые ранние планеты за пределами нашей солнечной системы.

Как практический инструмент открытий и символ вдохновения исследователи описанный вывод телескопа из эксплуатации как «бесценную потерю».

Расцвет массива радиотелескопов

Закрытие телескопа Аресибо знаменует собой конец эпохи в астрономии, сказал в интервью Digital Trends астроном и планетолог Франк Маркис. Маркис, изучающий астероиды и работавший над визуализацией экзопланет, является старшим астрономом в Институте SETI и главным научным сотрудником компании Unistellar, занимающейся цифровыми телескопами.

По словам Маркиса, будущее радиоастрономии не за гигантскими телескопами. Теперь массивы или сети из нескольких небольших тарелок могут выполнять ту же функцию, что и гигантский телескоп, более эффективным образом. Это стало возможным благодаря улучшенной скорости передачи данных, а это означает, что данные могут передаваться между десятками или сотнями отдельных антенн достаточно быстро, чтобы они могли действовать как единый унифицированный телескоп.

В будущем радиоастрономия будет осуществляться с использованием таких объектов, как Square Kilometer Array (SKA), межправительственной сети радиотелескопов, которую планируется построить в Австралии и Южной Африке.

Отпечаток художника от центральной жилы диаметром 5 км антенн Square Kilometer Array (SKA).
Отпечаток художника от центральной жилы диаметром 5 км антенн Square Kilometer Array (SKA). SPDO / TDP / DRAO / Swinburne Astronomy Productions

«Астрономия переходит от гигантских объектов, таких как Аресибо, к распределенным небольшим объектам, таким как SKA, – сказал Маркис. Эти объекты менее мощны, чем Аресибо, но они могут контролировать более широкое поле зрения, собирая данные о миллионах звезд, в отличие от узкого поля зрения Аресибо, которое может контролировать несколько звезд одновременно.

Большее поле зрения – не единственное преимущество массивов перед одиночными телескопами. «Их также легче построить», – сказал Маркис. «Гораздо проще построить 200 маленьких антенн, чем построить один гигантский телескоп. И их также можно легко модернизировать ». Это потому, что детали легче менять. Детекторы, используемые в массиве, могут быть достаточно маленькими, чтобы держать их, например, в руке, в то время как детекторы, используемые в гигантском телескопе, таком как Аресибо, имеют размер дома.

Другой вопрос, как телескопы выводятся из эксплуатации в конце их срока службы. Небольшие объекты можно легко разобрать, когда они больше не нужны, но безопасный демонтаж большого объекта, такого как Аресибо, будет стоить огромных денег.

«Печально, что Аресибо заканчивается, потому что это легендарный телескоп, это один из знаковых телескопов в астрономии», – сказал Маркис. «Но также пора. Время изменилось, изменились технологии. Теперь у нас больше возможностей заниматься радиоастрономией с помощью распределенных небольших телескопов ».

Новая эра астрономии

Это движение от больших телескопов к решеткам наиболее отчетливо видно в области радиоастрономии. Но это начинает проявляться и в оптической астрономии. Хотя до сих пор строятся большие оптические телескопы, такие как Чрезвычайно большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили, наблюдается бум распределенных сетей оптических телескопов, таких как система NASA для обнаружения астероидов ATLAS или сеть научных телескопов Unistellar Citizen Маркиса.

Есть особая сила в том, чтобы приглашать гражданских ученых участвовать в астрономических проектах с помощью более доступных и мощных домашних телескопов. Одним из ограничений проектов в таких областях, как обнаружение астероидов, является то, что существующие профессиональные сети имеют слепые зоны, например, потому что большинство астрономических обзоров базируется в северном полушарии. Когда гражданские ученые могут проводить наблюдения со всего мира, вся сеть может получить более полную картину неба, даже если в одном месте плохая погода.

Массив телескопов Аллена, который собирает данные для SETI Сет Шостак / Институт SETI

Разнообразие расположения небольших телескопов может быть полезно и в проектах SETI. Массивы, подобные массиву телескопов Аллена, традиционно искали радиосигналы в надежде идентифицировать техносигнатуры разумных цивилизаций. Но здесь, на Земле, мы уходим от использования радиоволн для связи и к использованию оптических коммуникаций, поэтому мы можем предположить, что технологически продвинутые инопланетные цивилизации тоже.

Современный подход к SETI предполагает поиск лазерных сигналов, которые могут быть сильным индикатором разумной жизни. Распределенная сеть оптических телескопов может отслеживать потенциальные обнаружения определить отличительные сигналы, которые могут указывать на жизнь.

В небо

Какими бы хорошими ни были радиотелескопы, они все равно должны преодолевать фоновый шум, создаваемый помехами от сотовых телефонов и других устройств связи здесь, на земле. Чтобы перейти на следующий уровень чувствительности и заглянуть дальше в космос, нам нужно смотреть вверх, в небо.

Что касается радиоастрономии, «если вы хотите улучшить чувствительность, вместо того, чтобы строить одну большую тарелку на Земле, было бы лучше, если у вас есть бесконечное финансирование, построить несколько тарелок в космосе», – сказал Маркис. «Я думаю, это направление, в котором пойдет радио». Скорее всего, мы не увидим больше гигантских тарелок на Земле – вместо этого мы увидим множество тарелок либо на земле, либо в космосе, либо даже на Луне.

Впечатление художника от Чрезвычайно большого телескопа (ELT) в его корпусе на Серро Армазонес, 3046-метровой вершине горы в пустыне Атакама в Чили.  39-метровый ELT станет крупнейшим оптическим / инфракрасным телескопом в мире.
Впечатление художника от Чрезвычайно большого телескопа (ELT) в его корпусе на Серро Армазонес, 3046-метровой вершине горы в пустыне Атакама в Чили. 39-метровый ELT станет крупнейшим оптическим / инфракрасным телескопом в мире. СОЛНЦЕ. Тротуар

Что касается оптической астрономии, Маркис также видит тенденцию к созданию меньших телескопов. «Они дешевле, ими легче манипулировать, их легче списать», – сказал он. Такие проекты, как Чрезвычайно Большой телескоп, могут стать последним маркером этой эры гигантских телескопов. «После этого я не думаю, что мы построим что-то большее».

Рекомендации редакции




Leave a Comment