Сегодня на двух церемониях закладки первого камня в Южной Африке и Австралии руководители проекта официально отметили начало строительства самого большого из когда-либо построенных радиотелескопов. Названный Обсерваторией Square Kilometre Array Observatory (SKAO) — имея в виду общую площадь, которую антенны и тарелки будут охватывать после завершения — телескоп представляет собой не один детектор, а скорее их совокупность, соединенную на двух континентах с помощью метода, известного как интерферометрия (интерферометрия). та же техника, используемая Телескоп горизонта событийкоторый сделал первую в истории фотографию черной дыры в 2019 году).
Австралийская часть массива, называемая SKA-Low, предназначена для обнаружения низких частот от 50 до 350 мегагерц, а южноафриканский массив SKA-Mid будет работать на частотах от 350 мегагерц до 15,4 гигагерц. SKA-Low в конечном итоге будет состоять из 131 000 антенн высотой два метра в форме новогодних елок, а SKA-Mid примет форму 197 больших тарелок.
Один из самых мощных существующих радиотелескопов в мире, MeerKAT, будет включен в SKA-Mid ближе к концу разработки. 64 тарелки MeerKAT уже построены на площадке в Южной Африке.
Шесть других стран присоединились к SKAO в качестве партнеров: Китай, Италия, Нидерланды, Португалия, Швейцария и Великобритания, а несколько других стран рассматривают возможность членства в ближайшие годы.
Концепция SKAO, впервые представленная в начале 1990-х годов, разрабатывалась десятилетиями, поэтому сегодняшняя церемония долго ждала многих исследователей.
Председатель Совета SKAO д-р Кэтрин Цесарски отметила начало строительства в Южной Африке, заявив: «Проект SKA разрабатывался много лет. Сегодня мы собрались здесь, чтобы отметить еще одну важную главу в этом 30-летнем путешествии, которое мы прошли вместе. Путешествие, чтобы доставить самый большой в мире научный прибор».
Но до рассвета еще далеко.
Ожидается, что строительство продлится еще десять лет, а первое «доказательство концепции» появится в 2024 году, когда шесть австралийских станций и четыре южноафриканских тарелки будут запущены для тестирования. К 2028 году площадь сбора достигнет почти 500 000 квадратных метров, что на полпути к площади в квадратный километр, в конечном итоге предназначенной для проекта. Когда наконец закончат, это будет самый мощный радиотелескоп в мире.
Научные цели СКАО столь же амбициозны, как и сам строительный проект. Хотя астрономы из любой страны смогут подать заявку на время наблюдения, большая часть начального периода наблюдения телескопа будет посвящена набору заранее определенных приоритетные научные задачи. Правление СКАО определило 44 ключевые задачи в восьми категориях. Эти категории:
Космический рассвет и эпоха реионизации
Научные приоритеты в этой категории будут включать изучение эпохи реионизации, фазы ранней Вселенной примерно через 400 миллионов лет после Большого взрыва, когда горячая плотная плазма исчезла и появились первые яркие объекты, ионизирующие первичные газы. Square Kilometer Array станет первым телескопом, достаточно мощным, чтобы ясно увидеть эту раннюю эпоху освещения.
пульсары
SKAO проведет подробное исследование пульсаров в ночном небе, предоставив астрономам гораздо больший размер выборки для работы, чем в настоящее время. Пульсары (вращающиеся нейтронные звезды) невероятно полезны для проверки гравитации в экстремальных ситуациях. Особенно интересно было бы найти пульсар, вращающийся вокруг черной дыры, что позволило бы проверить фундаментальные принципы теории гравитации.
ЗДРАВСТВУЙ
HI относится к обычному газообразному водороду, самому распространенному элементу во Вселенной. Он составляет большую часть межзвездной среды, и наблюдения за водородной линией могут рассказать нам о формировании галактик за пределами нашей собственной, о звездообразовании ближе к дому и о крупномасштабной структуре Вселенной (космическая паутина).
Переходные процессы
Это относится к изучению кратковременных астрономических событий, обычно всплесков высокой энергии, которые длятся от менее секунды до, возможно, недель или месяцев до исчезновения. Цели в этой категории включают в себя наблюдение за слиянием черных дыр в электромагнитном спектре одновременно с детекторами гравитационных волн, наблюдение всплесков гамма-излучения и решение проблемы пропавших барионов (в которой, кажется, меньше нормальной материи — то, что мы с вами делаем). сделан из – чем ожидалось во Вселенной).
Колыбель жизни
Эта категория относится к изучению экзопланет, которые могут содержать жизнь, включая поиск внеземного разума с помощью техносигнатур и измерение количества пребиотических молекул в других местах Вселенной.
Магнетизм
Исследования магнетизма SKAO интересуются магнитными полями в самых больших масштабах. Исследователи надеются понять, как магнитные поля формируют космическую паутину и структуру материи и энергии во Вселенной в целом.
Космология
Цели космологии сосредоточены на больших вопросах о Вселенной и ее формировании, включая картографирование темной материи/темной энергии в радиочастотах, проверку общей теории относительности с помощью высокоточных измерений и картографирование начальных состояний материи во Вселенной.
Континуум
Континуум относится к спектру объекта в диапазоне длин волн. В этом контексте SKAO будет изучать звездообразование, а также роль черных дыр в формировании галактик. Они также будут искать эффекты гравитационного линзирования для исследования темной материи и частей Вселенной с большим красным смещением (то есть очень старых).
В последнюю категорию также включено признание возможности редких или случайных астрономических событий. Как инструмент, который исследует ночное небо в целом, а не нацеливается на конкретные объекты, SKAO имеет высокую вероятность случайного обнаружения неожиданных событий и уникальных объектов. Одной из технических проблем при реализации SKAO является развитие вычислительной мощности, позволяющей копаться в массивах данных, которые он собирает, и выбирать объекты, представляющие потенциальный интерес.
В общем, SKAO обещает открыть новую захватывающую эру в радиоастрономии. Пока еще рано, и до «первого света» еще далеко, но огромное количество информации, которую SKAO сможет собрать после завершения, достаточно, чтобы вызвать головокружение у любого поклонника астрономии.
Пресс-релиз: “Обсерватория СКА празднует начало строительства телескопов в Австралии и Южной Африке.“
Отчет СКАО о приоритетных результатах науки (см. Приложение А для подробной разбивки каждого приоритета).
