Einde van Arecibo: tijdperk van gigantische telescopen loopt ten einde

De 305-meter telescoop van het Arecibo Observatorium in november 2020.
De 305-meter telescoop van het Arecibo Observatorium in november 2020.Observatorium van de Universiteit van Centraal-Florida/Arecibo

Het is het einde van een tijdperk voor een van de beroemdste telescopen van de astronomie. Na een reeks ongelukken bij het Arecibo Observatorium in Puerto Rico wordt de gigantische telescoop, ooit de grootste radiotelescoop ter wereld, buiten gebruik gesteld.

Inhoud

  • Het einde van de rij voor Arecibo
  • Een wetenschappelijke en culturele erfenis
  • De opkomst van de radiotelescooparray
  • Een nieuw tijdperk van astronomie
  • In de lucht

De sluiting ervan markeert niet alleen het einde van het verhaal voor dit monument, maar misschien ook het begin van het einde voor gigantische telescopen als het allernieuwste op het gebied van astronomische instrumenten.

Aanbevolen video's

Het einde van de rij voor Arecibo

De problemen van Arecibo begonnen in augustus van dit jaar, toen een hulpkabel zich over de 300 meter lange reflectorschotel uitstrekte knapte en viel, waardoor een 30 meter lange snee in het oppervlak wordt gescheurd. De faciliteit bevond zich al in een precaire positie na de schade door de orkaan Maria in 2017, en de brekende kabel zorgde ervoor dat de activiteiten moesten worden stopgezet.

Verwant

  • Kijk hoe de James Webb-ruimtetelescoop zijn enorme origamispiegel inzet
  • Twee nieuwe telescopen sluiten zich aan bij de zoektocht naar buitenaardse intelligentie
  • Na zestien jaar onderzoek naar de ruimte komt er een einde aan de Spitzer-telescoopmissie van NASA
Universiteit van Centraal-Florida

Gelukkig raakte niemand gewond bij het ongeval. De National Science Foundation (NSF), die toezicht houdt op het observatorium, zei echter dat de structuur “in” was gevaar van een catastrofale mislukking.” Toch bleven ingenieurs hoopvol dat de kabels en de schotel zouden kunnen worden verwijderd gerepareerd.

Maar begin november kreeg het observatorium opnieuw te maken met een ernstig incident toen een hoofdkabel het begaf, waarschijnlijk als gevolg van de extra belasting die het droeg zonder de hulpkabel om het te ondersteunen. Binnen een maand kondigde de NSF aan dat het de schade niet veilig kon herstellen en de telescoop zou ontmantelen.

Een wetenschappelijke en culturele erfenis

Het Arecibo Observatorium, zoals te zien in de film GoldenEye
Het Arecibo Observatorium, zoals te zien in de film GoldenEyeMGM

De telescoop, gebouwd tussen 1960 en 1963, stond niet alleen bekend om zijn wetenschappelijke prestaties, maar ook als een van de meest herkenbare symbolen van de astronomie voor het grote publiek. Het was vaak te zien op het scherm, vertoond in films zoals Contact en tv-programma's zoals De X bestanden Het is ook de locatie van de iconische laatste vechtscène in de James Bond-film Gouden Oog.

James Bond bungelt boven de 300 meter hoge schotel van het Arecibo Observatorium
James Bond bungelt boven de 300 meter hoge schotel van het Arecibo ObservatoriumMGM

De enorme omvang van de schotel maakte hem gevoeliger dan andere radiotelescopen uit die tijd, waardoor dat mogelijk was kunnen zeer zwakke radiosignalen detecteren, waardoor onderzoekers dieper in de kosmos kunnen kijken dan ooit tevoren voor.

Zijn vroege projecten in SETI (de zoektocht naar buitenaardse intelligentie), zoals het sturen van de Arecibo-bericht in 1974 heeft bijgedragen aan de publieke belangstelling voor dit voorheen obscure vakgebied. En de telescoop speelde een belangrijke rol bij de zoektocht naar de eerste exoplaneten, aangezien hij werd gebruikt om een pulsar waarrond de drie vroegste planeten buiten ons zonnestelsel werden ontdekt.

Als zowel een praktisch hulpmiddel voor ontdekking als een symbool van inspiratie, beschouwen onderzoekers beschreven de buitenbedrijfstelling van de telescoop als een ‘onschatbaar verlies’.

De opkomst van de radiotelescooparray

De sluiting van de Arecibo-telescoop markeert het einde van een tijdperk in de astronomie, vertelde astronoom en planetaire wetenschapper Franck Marchis aan Digital Trends. Marchis, die asteroïden bestudeert en heeft gewerkt aan het in beeld brengen van exoplaneten, is senior astronoom bij het SETI Institute en Chief Scientific Officer bij digitale telescoopbedrijf Unistellar.

De toekomst van de radioastronomie ligt niet in gigantische telescopen, zei Marchis. Nu kunnen arrays of netwerken van meerdere kleinere schotels op een efficiëntere manier dezelfde functie vervullen als een gigantische telescoop. Dit wordt mogelijk gemaakt door verbeterde communicatiesnelheden, wat betekent dat gegevens snel genoeg tussen tientallen of honderden individuele antennes kunnen worden gedeeld zodat ze als één enkele telescoop kunnen fungeren.

In de toekomst zal radioastronomie worden uitgevoerd met behulp van faciliteiten zoals de Square Kilometre Array (SKA), een intergouvernementeel radiotelescoopnetwerk dat naar verwachting in Australië en Zuid-Afrika zal worden gebouwd.

Artistieke impressie van de centrale kern met een diameter van 5 km van Square Kilometre Array (SKA) antennes.
Artistieke impressie van de centrale kern met een diameter van 5 km van Square Kilometre Array (SKA) antennes.SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

“Astronomie gaat van gigantische faciliteiten zoals de Arecibo naar verspreide kleine faciliteiten zoals SKA,” zei Marchis. Deze faciliteiten zijn minder krachtig dan Arecibo, maar ze kunnen een breder gezichtsveld monitoren en gegevens verzamelen miljoenen sterren, in tegenstelling tot het smalle gezichtsveld van Arecibo, dat een handvol sterren op a tijd.

Het grotere gezichtsveld is niet het enige voordeel van arrays ten opzichte van afzonderlijke telescopen. "Ze zijn ook gemakkelijker te bouwen", zei Marchis. “Het is veel gemakkelijker om 200 kleine antennes te bouwen dan één gigantische telescoop. En ze kunnen ook gemakkelijk worden geüpgraded.” Dat komt omdat het gemakkelijker is om onderdelen uit te wisselen. De detectoren die in een array worden gebruikt, kunnen bijvoorbeeld klein genoeg zijn om in de hand te houden, terwijl de detectoren die in een gigantische telescoop als Arecibo worden gebruikt de grootte van een huis hebben.

Een ander probleem is de manier waarop telescopen aan het einde van hun levensduur buiten gebruik worden gesteld. Kleine installaties kunnen gemakkelijk worden ontmanteld als ze niet langer nodig zijn, maar een grote installatie als Arecibo zal enorm veel kosten om veilig uit elkaar te halen.

"Het is triest dat Arecibo eindigt, omdat het een legendarische telescoop is, het is een van de iconische telescopen in de astronomie", zei Marchis. ‘Maar het is ook tijd. De tijd is veranderd en de technologie is veranderd. We zijn nu beter in staat om aan radioastronomie te doen met gedistribueerde kleine telescopen.”

Een nieuw tijdperk van astronomie

Deze beweging van grote telescopen naar arrays is het duidelijkst te zien op het gebied van de radioastronomie. Maar het begint ook zichtbaar te worden op het gebied van de optische astronomie. Hoewel er nog steeds grote optische telescopen worden gebouwd, zoals de Extremely Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili, is er ook een hausse aan gedistribueerde optische telescoopnetwerken zoals het ATLAS-systeem voor het detecteren van asteroïden van NASA of de Unistellar-burgerwetenschappelijke telescoop van Marchis netwerk.

Er schuilt een bijzondere kracht in het uitnodigen van burgerwetenschappers om deel te nemen aan astronomieprojecten via meer betaalbare en krachtige thuistelescopen. Een beperking van projecten op terreinen als de detectie van asteroïden is dat de huidige professionele netwerken dat wel hebben blinde vlekken, bijvoorbeeld omdat de meeste astronomische onderzoeken dat wel zijn gevestigd op het noordelijk halfrond. Wanneer burgerwetenschappers vanuit de hele wereld waarnemingen kunnen doen, kan het totale netwerk een completer beeld van de hemel krijgen, zelfs als het op één locatie slecht weer is.

De Allen Telescope Array, die gegevens verzamelt voor SETISeth Shostak/SETI Instituut

De diversiteit aan locaties van kleinere telescopen kan groot zijn ook nuttig in SETI-projecten. Arrays zoals de Allen Telescope Array hebben traditioneel naar radiosignalen gezocht in de hoop technosignaturen van intelligente beschavingen te identificeren. Maar hier op aarde bewegen we ons af van het gebruik van radiogolven voor communicatie en gaan we in de richting van het gebruik ervan op optische communicatie gebaseerde communicatie, dus we kunnen ervan uitgaan dat technologisch geavanceerde buitenaardse beschavingen dat ook zouden doen te.

De moderne benadering van SETI omvat het zoeken naar lasersignalen, wat een sterke indicator zou zijn voor intelligent leven. Een gedistribueerd netwerk van optische telescopen kan potentiële detecties opvolgen onderscheidende signalen identificeren die op leven kunnen duiden.

In de lucht

Hoe goed radiotelescopen ook worden, ze moeten nog steeds het achtergrondgeluid van interferentie van mobiele telefoons en andere communicatieapparatuur hier op de grond doorbreken. Om het volgende niveau van gevoeligheid te bereiken en verder de ruimte in te kijken, moeten we omhoog kijken naar de hemel.

Voor radioastronomie: “Als je een betere gevoeligheid wilt krijgen, in plaats van er één grote schotel op te bouwen Aarde, als je oneindig veel geld hebt, zou het beter zijn om meerdere schotels in de ruimte te bouwen”, aldus Marchis gezegd. “Ik denk dat dit de richting is die de radio zal inslaan.” We zullen waarschijnlijk niet meer gigantische gerechten zien gebouwd op aarde – in plaats daarvan zullen we meerdere schotels op de grond of in de ruimte zien, of zelfs op de aarde maan.

Artistieke impressie van de Extremely Large Telescope (ELT) in zijn behuizing op Cerro Armazones, een 3046 meter hoge bergtop in de Chileense Atacama-woestijn. De 39 meter lange ELT wordt de grootste optisch-infraroodtelescoop ter wereld.
Artistieke impressie van de Extremely Large Telescope (ELT) in zijn behuizing op Cerro Armazones, een 3046 meter hoge bergtop in de Chileense Atacama-woestijn. De 39 meter lange ELT wordt de grootste optische/infraroodtelescoop ter wereld.ESO/L. Calçada

Wat de optische astronomie betreft, ziet Marchis dat de trend ook richting kleinere telescopen gaat. “Ze zijn goedkoper, gemakkelijker te manipuleren en ook gemakkelijker te ontmantelen”, zei hij. Projecten als de Extremely Large Telescope kunnen het laatste teken zijn van dit tijdperk van gigantische telescopen. “Daarna denk ik niet dat we iets groters gaan bouwen.”

Aanbevelingen van de redactie

  • Kijk wat de Hubble-ruimtetelescoop op je verjaardag heeft gemaakt
  • NASA schort het werk aan de James Webb-ruimtetelescoop op
  • NASA's James Webb-telescoop staat voor een nieuwe uitdaging: tijd
  • Spitzer vieren: NASA's infraroodtelescoop gaat met pensioen na een missie van 16 jaar
  • Bekijk het gigantische sterrenstelsel dat vernoemd is naar de baanbrekende donkere materie-onderzoeker Vera Rubin