Arecibon loppu: jättiläisteleskooppien aikakausi lähestyy loppuaan

Se on yhden tähtitieteen tunnetuimman kaukoputken aikakauden loppu. Puerto Ricon Arecibon observatoriossa tapahtuneiden onnettomuuksien jälkeen sen jättiläinen teleskooppi, joka oli aikoinaan maailman suurin radioteleskooppi, poistetaan käytöstä.

Sen sulkeminen ei merkitse vain tämän maamerkin tarinan loppua, vaan ehkä lopun alkua jättiläisteleskoopeille tähtitieteellisten instrumenttien kärjessä.

Arecibon jonon loppu

Arecibon vaikeudet alkoivat tämän vuoden elokuussa, kun apukaapeli venyi 1000 jalan heijastinlautasen päälle napsahti ja kaatui, repii pintaansa 100 jalkaa pitkän halkean. Laitos oli jo epävarmassa tilanteessa hurrikaani Marian vuonna 2017 aiheuttamien vahinkojen jälkeen, ja katkennut kaapeli pakotti sen toiminnan keskeyttämään.

Onneksi kukaan ei loukkaantunut onnettomuudessa. Observatoriota valvova National Science Foundation (NSF) sanoi kuitenkin, että rakenne oli "sisään katastrofaalisen epäonnistumisen vaara." Silti insinöörit pysyivät toiveikkaina, että kaapelit ja lautanen voisivat olla korjattu.

Mutta marraskuun alussa observatorio kärsi toisen vakavan tapauksen, kun pääkaapeli epäonnistui, mikä johtui todennäköisesti ylimääräisestä kuormasta, jota se kantoi ilman sitä tukevaa apukaapelia. Kuukauden sisällä NSF ilmoitti, että se ei pystynyt korjaamaan vahinkoa turvallisesti ja poistaisi teleskoopin käytöstä.

Tieteellinen ja kulttuurinen perintö

Vuosina 1960–1963 rakennettu teleskooppi oli tunnettu paitsi tieteellisistä saavutuksistaan ​​myös yhtenä yleisen yleisön tunnistetuimmista tähtitieteen symboleista. Se esiintyi usein näytöllä, esitettiin elokuvissa, kuten Ottaa yhteyttä ja tv-ohjelmia kuten X-tiedostot sekä James Bond -elokuvan ikonisen viimeisen taistelukohtauksen sijainti Kultainen silmä.

Lautasen massiivinen koko teki siitä herkemmän kuin muut aikakautensa radioteleskoopit, mikä mahdollistaa sen havaita hyvin heikkoja radiosignaaleja ja antaa tutkijoille mahdollisuuden kurkistaa syvemmälle kosmokseen kuin koskaan ennen.

Sen varhaiset SETI-projektit (maan ulkopuolisen älyn etsintä), kuten lähetys Arecibo Viesti vuonna 1974, auttoi tuomaan julkista kiinnostusta tälle aiemmin hämärälle alalle. Ja teleskooppi oli avainasemassa ensimmäisten eksoplaneettojen etsimisessä, koska sitä käytettiin paikantamaan pulsar jonka ympäriltä löydettiin kolme varhaisinta aurinkokuntamme ulkopuolista planeettaa.

Se on sekä käytännöllinen löytötyökalu että inspiraation symboli, tutkijat kuvattu teleskoopin käytöstä poistaminen "arvaamattomana menetyksenä".

Radioteleskooppiryhmän nousu

Arecibo-teleskoopin sulkeminen merkitsee tähtitieteen aikakauden loppua, tähtitieteilijä ja planeettatieteilijä Franck Marchis kertoi Digital Trendsille. Marchis, joka tutkii asteroideja ja on työskennellyt eksoplaneettojen kuvantamisen parissa, on vanhempi tähtitieteilijä SETI-instituutissa ja Chief Scientific Officer digitaaliteleskooppiyhtiö Unistellarin.

Radioastronomian tulevaisuus ei ole jättiläisteleskooppeissa, Marchis sanoi. Nyt useiden pienempien astioiden ryhmät tai verkostot voivat suorittaa saman tehtävän kuin jättiläisteleskooppi tehokkaammin. Tämän mahdollistavat parannetut tiedonsiirtonopeudet, mikä tarkoittaa, että dataa voidaan jakaa kymmenien tai satojen yksittäisten antennien välillä riittävän nopeasti, jotta ne voivat toimia yhtenä yhtenäisenä teleskooppina.

Jatkossa radioastronomiaa tehdään käyttämällä laitteita, kuten Square Kilometer Array (SKA), hallitustenvälinen radioteleskooppiverkko, joka on suunniteltu rakennettavaksi Australiaan ja Etelä-Afrikkaan.

"Astronomia on siirtymässä jättimäisistä tiloista, kuten Arecibo, hajautetuiksi pieniksi laitoksiksi, kuten SKA", Marchis sanoi. Nämä tilat ovat vähemmän tehokkaita kuin Arecibo, mutta ne voivat seurata laajempaa näkökenttää keräämällä tietoja miljoonia tähtiä toisin kuin Arecibon kapea näkökenttä, joka voisi seurata kourallista tähtiä aika.

Suurempi näkökenttä ei ole ryhmien ainoa etu yksittäisiin teleskooppeihin verrattuna. "Ne on myös helpompi rakentaa", Marchis sanoi. "On paljon helpompaa rakentaa 200 pientä antennia kuin rakentaa yksi jättimäinen teleskooppi. Ja ne voidaan myös päivittää helposti." Tämä johtuu siitä, että osia on helpompi vaihtaa. Ryhmässä käytetyt ilmaisimet voivat olla tarpeeksi pieniä pitämään niitä kädessäsi, kun taas Arecibon kaltaisessa jättiläiskaukoputkessa käytetyt ilmaisimet ovat talon kokoisia.

Toinen ongelma on se, kuinka kaukoputket poistetaan käytöstä niiden käyttöiän lopussa. Pienet tilat voidaan helposti purkaa, kun niitä ei enää tarvita, mutta Arecibon kaltaisen suuren laitoksen turvallinen purkaminen maksaa valtavasti.

"On surullista, että Arecibo on loppumassa, koska se on legendaarinen teleskooppi, se on yksi tähtitieteen ikonisista kaukoputkista", Marchis sanoi. "Mutta nyt on myös aika. Aika on muuttunut ja tekniikka on muuttunut. Pystymme nyt tekemään radioastronomiaa paremmin hajautetuilla pienillä teleskoopeilla."

Tähtitieteen uusi aikakausi

Tämä liike suurista teleskoopeista kohti ryhmiä näkyy selkeimmin radioastronomian alalla. Mutta se alkaa näkyä myös optisen tähtitieteen alalla. Vaikka suuria optisia teleskooppeja, kuten Chilessä sijaitsevan European Southern Observatoryn Extremely Large Telescope, rakennetaan edelleen, on olemassa myös hajautettujen optisten teleskooppiverkkojen buumi, kuten NASAn asteroideja havaitseva ATLAS-järjestelmä tai Marchisin Unistellarin kansalaistiedeteleskooppi verkkoon.

Kansalaisten tutkijoiden kutsuminen osallistumaan tähtitieteellisiin hankkeisiin on erityisen vahvaa edullisempien ja tehokkaampien kotiteleskooppien avulla. Yksi rajoitus projekteille sellaisilla aloilla kuin asteroidien havaitseminen on se, että nykyisillä ammattiverkostoilla on sokeat pisteetesimerkiksi siksi, että suurin osa tähtitieteellisistä tutkimuksista on sijaitsee pohjoisella pallonpuoliskolla. Kun kansalaistutkijat voivat tehdä havaintoja eri puolilta maailmaa, koko verkko voi saada täydellisemmän kuvan taivaasta, vaikka yhdessä paikassa olisi huono sää.

Pienten teleskooppien sijaintien monimuotoisuus voi olla hyödyllistä myös SETI-projekteissa. Allenin teleskooppimatriisin kaltaiset ryhmät ovat perinteisesti etsineet radiosignaaleja toivoen tunnistaa älykkäiden sivilisaatioiden teknisiä tunnusmerkkejä. Mutta täällä maan päällä olemme siirtymässä pois radioaaltojen käytöstä viestintään ja kohti niiden käyttöä optiseen viestintään, joten voimme olettaa, että teknisesti kehittyneet avaruussivilisaatiot tekisivät sen liian.

Moderni lähestymistapa SETI: hen sisältää lasersignaalien etsimisen, mikä olisi vahva älykkään elämän indikaattori. Optisten teleskooppien hajautettu verkko voi seurata mahdollisia havaintoja tunnistaa erottuvia signaaleja, jotka voivat viitata elämään.

Taivaalle

Olivatpa radioteleskoopit kuinka hyviä tahansa, niiden on silti murtauduttava matkapuhelimien ja muiden maan päällä olevien viestintälaitteiden taustamelun läpi. Päästäksemme herkkyyden seuraavalle tasolle ja nähdäksemme pidemmälle avaruuteen meidän on katsottava ylöspäin taivaalle.

Radioastronomialle: "Jos haluat saada paremman herkkyyden, sen sijaan, että rakentaisit yhden suuren lautasen päälle Maapallo, olisi parempi, jos sinulla on loputon rahoitus, rakentaa useita lautasia avaruuteen, Marchis sanoi. "Uskon, että se on suunta, johon radio tulee." Emme todennäköisesti tule näkemään lisää jättiläisruokia rakennettu maan päälle – sen sijaan näemme useita ruokia joko maassa tai avaruudessa tai jopa maan päällä kuu.

Optisen tähtitieteen osalta Marchis näkee suuntauksen myös kohti pienempiä teleskooppeja. "Ne ovat halvempia, niitä on helpompi manipuloida, ne on myös helpompi poistaa", hän sanoi. Projektit, kuten Extremely Large Telescope, voivat olla tämän jättiläisteleskooppien aikakauden viimeinen merkki. "Sen jälkeen en usko, että aiomme rakentaa mitään suurempaa."

Toimittajien suositukset

• Katso, mitä Hubble-avaruusteleskooppi nappasi syntymäpäivänäsi
• NASA keskeyttää James Webbin avaruusteleskoopin työskentelyn
• NASAn James Webb -teleskooppi kohtaa uuden haasteen: aika
• Juhlitaan Spitzeriä: NASAn infrapunateleskooppi vetäytyy 16 vuoden operaation jälkeen
• Katso jättimäinen galaksi, joka on nimetty pioneeritutkijan Vera Rubinin mukaan