Τέλος του Αρεσίμπο: Η εποχή των γιγάντων τηλεσκοπίων που πλησιάζουν

Το τηλεσκόπιο 305 μέτρων του Αστεροσκοπείου Arecibo τον Νοέμβριο του 2020.
Το τηλεσκόπιο 305 μέτρων του Αστεροσκοπείου Arecibo τον Νοέμβριο του 2020.Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Φλόριντα/Αστεροσκοπείο Arecibo

Είναι το τέλος μιας εποχής για ένα από τα πιο διάσημα τηλεσκόπια της αστρονομίας. Μετά από μια σειρά ατυχημάτων στο Αστεροσκοπείο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο, το γιγάντιο τηλεσκόπιό του, άλλοτε το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο, παροπλίζεται.

Περιεχόμενα

  • Το τέλος της γραμμής για τον Αρεσίμπο
  • Μια επιστημονική και πολιτιστική κληρονομιά
  • Η άνοδος της συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων
  • Μια νέα εποχή της αστρονομίας
  • Στον ουρανό

Το κλείσιμό του σηματοδοτεί όχι μόνο το τέλος της ιστορίας για αυτό το ορόσημο, αλλά ίσως την αρχή του τέλους για τα γιγάντια τηλεσκόπια ως την αιχμή των αστρονομικών οργάνων.

Προτεινόμενα βίντεο

Το τέλος της γραμμής για τον Αρεσίμπο

Τα προβλήματα του Arecibo ξεκίνησαν τον Αύγουστο του τρέχοντος έτους, όταν ένα βοηθητικό καλώδιο τεντώθηκε πάνω από το πιάτο ανακλαστήρα μήκους 1.000 ποδιών έσπασε και έπεσε, σκίζοντας ένα κοίλωμα μήκους 100 ποδιών στην επιφάνειά του. Η εγκατάσταση βρισκόταν ήδη σε επισφαλή θέση μετά από ζημιά από τον τυφώνα Μαρία το 2017, και το καλώδιο που έσπασε ανάγκασε τη διακοπή της λειτουργίας της.

Σχετίζεται με

  • Παρακολουθήστε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb να αναπτύσσει τον τεράστιο καθρέφτη origami του
  • Δύο νέα τηλεσκόπια εντάσσονται στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης
  • Η αποστολή του τηλεσκοπίου Spitzer της NASA ολοκληρώνεται μετά από 16 χρόνια έρευνας στο διάστημα
Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Φλόριντα

Ευτυχώς από το ατύχημα δεν τραυματίστηκε κανείς. Ωστόσο, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF), το οποίο επιβλέπει το αστεροσκοπείο, είπε ότι η δομή ήταν «μέσα κίνδυνος καταστροφικής αποτυχίας». Ωστόσο, οι μηχανικοί παρέμειναν αισιόδοξοι ότι τα καλώδια και το πιάτο θα μπορούσαν να είναι επισκευάστηκε.

Αλλά στις αρχές Νοεμβρίου, το παρατηρητήριο υπέστη ένα άλλο σοβαρό περιστατικό όταν ένα κύριο καλώδιο απέτυχε, πιθανότατα λόγω του επιπλέον φορτίου που κουβαλούσε χωρίς το βοηθητικό καλώδιο να το υποστηρίζει. Εντός του μήνα, η NSF ανακοίνωσε ότι δεν μπορούσε να επιδιορθώσει με ασφάλεια τη ζημιά και θα παροπλίσει το τηλεσκόπιο.

Μια επιστημονική και πολιτιστική κληρονομιά

Το Παρατηρητήριο Arecibo, όπως φαίνεται στην ταινία GoldenEye
Το Παρατηρητήριο Arecibo, όπως φαίνεται στην ταινία GoldenEyeMGM

Κατασκευασμένο μεταξύ 1960 και 1963, το τηλεσκόπιο ήταν γνωστό όχι μόνο για τα επιστημονικά του επιτεύγματα αλλά και ως ένα από τα πιο αναγνωρίσιμα σύμβολα της αστρονομίας για το ευρύ κοινό. Εμφανίστηκε συχνά στην οθόνη, προβλήθηκε σε ταινίες όπως Επικοινωνία και τηλεοπτικές εκπομπές όπως Τα X-Files καθώς και η τοποθεσία της εμβληματικής σκηνής του τελικού αγώνα στην ταινία Τζέιμς Μποντ Χρυσό μάτι.

Ο Τζέιμς Μποντ κρέμεται πάνω από το 1.000 πόδια πιάτο του Αστεροσκοπείου Arecibo
Ο Τζέιμς Μποντ κρέμεται πάνω από το πιάτο μήκους 1.000 ποδιών του Αστεροσκοπείου AreciboMGM

Το τεράστιο μέγεθος του πιάτου το έκανε πιο ευαίσθητο από άλλα ραδιοτηλεσκόπια της εποχής του, επιτρέποντάς του να ανιχνεύει πολύ αμυδρά ραδιοφωνικά σήματα και επιτρέπει στους ερευνητές να κοιτάξουν βαθύτερα από ποτέ στον κόσμο πριν.

Τα πρώτα έργα του στο SETI (η αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης), όπως η αποστολή του Μήνυμα Arecibo το 1974, βοήθησε να προσελκύσει το ενδιαφέρον του κοινού σε αυτό το προηγουμένως σκοτεινό πεδίο. Και το τηλεσκόπιο έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην αναζήτηση των πρώτων εξωπλανητών, καθώς χρησιμοποιήθηκε για τον εντοπισμό α πάλσαρ γύρω από τον οποίο ανακαλύφθηκαν οι τρεις πρώτοι πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος.

Ως πρακτικό εργαλείο ανακάλυψης και σύμβολο έμπνευσης, οι ερευνητές περιγράφεται ο παροπλισμός του τηλεσκοπίου ως «ανεκτίμητη απώλεια».

Η άνοδος της συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων

Το κλείσιμο του τηλεσκοπίου Arecibo σηματοδοτεί το τέλος μιας εποχής στην αστρονομία, δήλωσε ο αστρονόμος και πλανητικός επιστήμονας Franck Marchis στο Digital Trends. Ο Μάρκις, ο οποίος μελετά αστεροειδείς και έχει εργαστεί στην απεικόνιση εξωπλανητών, είναι Ανώτερος Αστρονόμος στο Ινστιτούτο SETI και επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος στην εταιρεία ψηφιακών τηλεσκοπίων Unistellar.

Το μέλλον της ραδιοαστρονομίας δεν βρίσκεται στα γιγάντια τηλεσκόπια, είπε ο Marchis. Τώρα, συστοιχίες ή δίκτυα πολλαπλών μικρότερων πιάτων μπορούν να εκτελέσουν την ίδια λειτουργία με ένα γιγάντιο τηλεσκόπιο με πιο αποτελεσματικό τρόπο. Αυτό επιτυγχάνεται χάρη στις βελτιωμένες ταχύτητες επικοινωνίας, που σημαίνει ότι τα δεδομένα μπορούν να μοιράζονται μεταξύ δεκάδων ή εκατοντάδων μεμονωμένων κεραιών αρκετά γρήγορα ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν ως ένα ενιαίο τηλεσκόπιο.

Στο μέλλον, η ραδιοαστρονομία θα εκτελείται χρησιμοποιώντας εγκαταστάσεις όπως το Square Kilometer Array (SKA), ένα διακυβερνητικό δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων που σχεδιάζεται να κατασκευαστεί στην Αυστραλία και τη Νότια Αφρική.

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τον κεντρικό πυρήνα διαμέτρου 5 χιλιομέτρων των κεραιών Square Kilometer Array (SKA).
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τον κεντρικό πυρήνα διαμέτρου 5 χιλιομέτρων των κεραιών Square Kilometer Array (SKA).SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

«Η αστρονομία πηγαίνει από γιγάντιες εγκαταστάσεις όπως το Arecibo σε κατανεμημένες μικρές εγκαταστάσεις όπως η SKA», είπε ο Marchis. Αυτές οι εγκαταστάσεις είναι λιγότερο ισχυρές από το Arecibo, αλλά μπορούν να παρακολουθούν ένα ευρύτερο οπτικό πεδίο, συλλέγοντας δεδομένα εκατομμύρια αστέρια σε αντίθεση με το στενό οπτικό πεδίο του Arecibo που θα μπορούσε να παρακολουθεί μια χούφτα αστέρια σε χρόνος.

Το μεγαλύτερο οπτικό πεδίο δεν είναι το μόνο πλεονέκτημα των συστοιχιών έναντι των μεμονωμένων τηλεσκοπίων. «Είναι επίσης πιο εύκολο να κατασκευαστούν», είπε ο Marchis. «Είναι πολύ πιο εύκολο να φτιάξεις 200 μικρές κεραίες παρά να φτιάξεις ένα γιγαντιαίο τηλεσκόπιο. Και μπορούν επίσης να αναβαθμιστούν εύκολα.” Αυτό συμβαίνει επειδή είναι πιο εύκολο να αντικαταστήσετε ανταλλακτικά. Οι ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται σε μια συστοιχία μπορεί να είναι αρκετά μικροί για να κρατηθούν στο χέρι σας, για παράδειγμα, ενώ οι ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται σε ένα γιγάντιο τηλεσκόπιο όπως το Arecibo έχουν το μέγεθος ενός σπιτιού.

Ένα άλλο θέμα είναι πώς παροπλίζονται τα τηλεσκόπια στο τέλος της ζωής τους. Οι μικρές εγκαταστάσεις μπορούν εύκολα να αποσυναρμολογηθούν όταν δεν χρειάζονται πλέον, αλλά μια μεγάλη εγκατάσταση όπως το Arecibo θα κοστίσει ένα τεράστιο ποσό για να αποσυναρμολογηθεί με ασφάλεια.

«Είναι λυπηρό που το Arecibo τελειώνει, γιατί είναι ένα θρυλικό τηλεσκόπιο, είναι ένα από τα εμβληματικά τηλεσκόπια στην αστρονομία», είπε ο Marchis. «Αλλά είναι και η ώρα. Ο χρόνος έχει αλλάξει και η τεχνολογία έχει αλλάξει. Τώρα είμαστε πιο ικανοί να κάνουμε ραδιοαστρονομία με κατανεμημένα μικρά τηλεσκόπια».

Μια νέα εποχή της αστρονομίας

Αυτή η κίνηση από μεγάλα τηλεσκόπια προς συστοιχίες φαίνεται πιο καθαρά στον τομέα της ραδιοαστρονομίας. Αλλά έχει αρχίσει να φαίνεται και στον τομέα της οπτικής αστρονομίας. Αν και εξακολουθούν να κατασκευάζονται μεγάλα οπτικά τηλεσκόπια, όπως το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου στη Χιλή, υπάρχει επίσης μια έκρηξη κατανεμημένων δικτύων οπτικών τηλεσκοπίων όπως το σύστημα ATLAS που ανιχνεύει αστεροειδείς της NASA ή το επιστημονικό τηλεσκόπιο Unistellar πολιτών του Marchis δίκτυο.

Υπάρχει ιδιαίτερη δύναμη στην πρόσκληση επιστημόνων πολιτών να συμμετάσχουν σε έργα αστρονομίας μέσω πιο προσιτών και ισχυρών οικιακών τηλεσκοπίων. Ένας περιορισμός των έργων σε πεδία όπως η ανίχνευση αστεροειδών είναι ότι έχουν τα σημερινά επαγγελματικά δίκτυα τυφλά σημεία, για παράδειγμα, επειδή η πλειοψηφία των αστρονομικών ερευνών είναι με έδρα το βόρειο ημισφαίριο. Όταν οι επιστήμονες των πολιτών μπορούν να κάνουν παρατηρήσεις από όλη την υδρόγειο, το συνολικό δίκτυο μπορεί να αποκτήσει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του ουρανού, ακόμα κι αν υπάρχει κακοκαιρία σε μια τοποθεσία.

Το Allen Telescope Array, το οποίο συλλέγει δεδομένα για το SETISeth Shostak/Ινστιτούτο SETI

Η ποικιλομορφία των θέσεων των μικρότερων τηλεσκοπίων μπορεί να είναι επωφελής και σε έργα SETI. Συστοιχίες όπως η Συστοιχία Τηλεσκοπίων Άλεν έχουν παραδοσιακά αναζητήσει ραδιοφωνικά σήματα με την ελπίδα να εντοπίσουν τεχνολογίες ευφυών πολιτισμών. Αλλά εδώ στη Γη, απομακρυνόμαστε από τη χρήση των ραδιοκυμάτων για επικοινωνία και προς τη χρήση τους οπτικές επικοινωνίες, επομένως μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι τεχνολογικά προηγμένοι εξωγήινοι πολιτισμοί θα πολύ.

Η σύγχρονη προσέγγιση του SETI περιλαμβάνει την αναζήτηση σημάτων λέιζερ, τα οποία θα αποτελούσαν ισχυρό δείκτη ευφυούς ζωής. Ένα κατανεμημένο δίκτυο οπτικών τηλεσκοπίων μπορεί να παρακολουθεί πιθανές ανιχνεύσεις σε εντοπίστε διακριτικά σήματα που θα μπορούσαν να υποδεικνύουν ζωή.

Στον ουρανό

Ωστόσο, όσο καλά γίνουν τα ραδιοτηλεσκόπια, πρέπει να ξεπεράσουν τον θόρυβο του περιβάλλοντος των παρεμβολών από κινητά τηλέφωνα και άλλες συσκευές επικοινωνίας εδώ στο έδαφος. Για να φτάσουμε στο επόμενο επίπεδο ευαισθησίας και να δούμε πιο έξω στο διάστημα, πρέπει να κοιτάξουμε προς τα πάνω στον ουρανό.

Για τη ραδιοαστρονομία, «αν θέλετε να αποκτήσετε καλύτερη ευαισθησία, αντί να φτιάξετε ένα μεγάλο πιάτο πάνω Γη, θα ήταν καλύτερα, αν έχεις άπειρη χρηματοδότηση, να φτιάξεις πολλά πιάτα στο διάστημα», Μάρκις είπε. «Νομίζω ότι αυτή είναι η κατεύθυνση που θα πάρει το ραδιόφωνο». Πιθανότατα δεν θα δούμε περισσότερα γιγάντια πιάτα χτισμένο στη Γη — αντ 'αυτού, θα δούμε πολλά πιάτα είτε στο έδαφος είτε στο διάστημα, ή ακόμα και στο φεγγάρι.

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) στο περίβλημά του στο Cerro Armazones, μια βουνοκορφή 3046 μέτρων στην έρημο Ατακάμα της Χιλής. Το ELT μήκους 39 μέτρων θα είναι το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο οπτικού υπέρυθρου στον κόσμο.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) στο περίβλημά του στο Cerro Armazones, μια βουνοκορφή 3046 μέτρων στην έρημο Ατακάμα της Χιλής. Το 39 μέτρων ELT θα είναι το μεγαλύτερο οπτικό/υπέρυθρο τηλεσκόπιο στον κόσμο.ESO/L. Calçada

Όσον αφορά την οπτική αστρονομία, ο Marchis βλέπει την τάση να οδεύει και προς μικρότερα τηλεσκόπια. «Είναι φθηνότερα, είναι πιο εύκολο να χειραγωγηθούν, είναι επίσης πιο εύκολο να παροπλιστούν», είπε. Έργα όπως το Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο μπορεί να είναι ο τελευταίος δείκτης αυτής της εποχής των γιγάντων τηλεσκοπίων. «Μετά από αυτό, δεν νομίζω ότι θα χτίσουμε κάτι μεγαλύτερο».

Συστάσεις των συντακτών

  • Δείτε τι τράβηξε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble την ημέρα των γενεθλίων σας
  • Η NASA αναστέλλει τις εργασίες στο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
  • Το τηλεσκόπιο James Webb της NASA αντιμετωπίζει μια νέα πρόκληση: τον Χρόνο
  • Γιορτάζουμε το Spitzer: Το υπέρυθρο τηλεσκόπιο της NASA αποσύρεται μετά από μια αποστολή 16 ετών
  • Δείτε τον γιγάντιο γαλαξία που πήρε το όνομά του από την πρωτοπόρο ερευνήτρια της σκοτεινής ύλης Vera Rubin