End of Arecibo: Era of Giant Telescopes Coming to a Close

Arecibo Observatory sitt 305 meter lange teleskop i november 2020.
Arecibo Observatory sitt 305 meter lange teleskop i november 2020.University of Central Florida/Arecibo Observatory

Det er slutten på en æra for et av astronomiens mest kjente teleskoper. Etter en rekke ulykker ved Arecibo-observatoriet i Puerto Rico, blir dets gigantiske teleskop, en gang det største radioteleskopet i verden, tatt ut av drift.

Innhold

  • Slutt på rekken for Arecibo
  • En vitenskapelig og kulturell arv
  • Fremveksten av radioteleskoparrayen
  • En ny æra innen astronomi
  • Inn i skyene

Lukningen markerer ikke bare slutten på historien for dette landemerket, men kanskje begynnelsen på slutten for gigantiske teleskoper som banebrytende for astronomiske instrumenter.

Anbefalte videoer

Slutt på rekken for Arecibo

Arecibos problemer begynte i august i år, da en hjelpekabel strakte seg over den 1000 fot lange reflektorskålen knakk og falt, og river en 100 fot lang flenge i overflaten. Anlegget var allerede i en prekær posisjon etter skade fra orkanen Maria i 2017, og kabelen som knakk tvang til å stoppe driften.

I slekt

  • Se James Webb-romteleskopet bruke det massive origamispeilet sitt
  • To nye teleskoper slutter seg til søket etter utenomjordisk intelligens
  • NASAs Spitzer-teleskopoppdrag avsluttes etter 16 år med å undersøke verdensrommet
University of Central Florida

Heldigvis ble ingen skadd i ulykken. Imidlertid sa National Science Foundation (NSF), som fører tilsyn med observatoriet, at strukturen var "in fare for en katastrofal fiasko." Likevel forble ingeniører håpefulle om at kablene og parabolen kunne være det reparert.

Men i begynnelsen av november fikk observatoriet en annen alvorlig hendelse da en hovedkabel sviktet, sannsynligvis på grunn av den ekstra belastningen den bar uten hjelpekabelen til å støtte den. I løpet av måneden kunngjorde NSF at de ikke kunne reparere skaden på en sikker måte og ville ta ut teleskopet.

En vitenskapelig og kulturell arv

Arecibo Observatory, som sett i filmen GoldenEye
Arecibo Observatory, som sett i filmen GoldenEyeMGM

Teleskopet ble bygget mellom 1960 og 1963, og var kjent ikke bare for sine vitenskapelige prestasjoner, men også som et av de mest gjenkjennelige symbolene for astronomi for allmennheten. Den ble ofte vist på skjermen, vist i filmer som Kontakt og TV-programmer som X-Files i tillegg til å være stedet for den ikoniske siste kampscenen i James Bond-filmen Gull øye.

James Bond dingler over Arecibo Observatorys 1000 fot store tallerken
James Bond dingler over Arecibo Observatorys 1000 fot store tallerkenMGM

Rettens enorme størrelse gjorde den mer følsom enn andre radioteleskoper i sin tid, noe som gjorde det mulig å oppdager svært svake radiosignaler og lar forskere se dypere inn i kosmos enn noen gang før.

Dets tidlige prosjekter i SETI (søken etter utenomjordisk intelligens), for eksempel sending av Arecibo-melding i 1974, bidro til å bringe offentlig interesse for dette tidligere obskure feltet. Og teleskopet var medvirkende til letingen etter de første eksoplanetene, da det ble brukt til å lokalisere en pulsar rundt hvilke de tre tidligste planetene utenfor vårt solsystem ble oppdaget.

Som både et praktisk oppdagelsesverktøy og et symbol på inspirasjon, forskerne beskrevet utrangeringen av teleskopet som et «uvurderlig tap».

Fremveksten av radioteleskoparrayen

Stengingen av Arecibo-teleskopet markerer slutten på en æra innen astronomi, sa astronomen og planetforskeren Franck Marchis til Digital Trends. Marchis, som studerer asteroider og har jobbet med å avbilde eksoplaneter, er seniorastronom ved SETI Institute og Chief Scientific Officer ved det digitale teleskopselskapet Unistellar.

Fremtiden til radioastronomi ligger ikke i gigantiske teleskoper, sa Marchis. Nå kan matriser eller nettverk av flere mindre retter utføre samme funksjon som et gigantisk teleskop på en mer effektiv måte. Dette muliggjøres av forbedrede kommunikasjonshastigheter, noe som betyr at data kan deles mellom titalls eller hundrevis av individuelle antenner raskt nok til at de kan fungere som et enkelt enhetlig teleskop.

I fremtiden vil radioastronomi bli utført ved bruk av fasiliteter som Square Kilometer Array (SKA), et mellomstatlig radioteleskopnettverk som planlegges bygget i Australia og Sør-Afrika.

Kunstnerens inntrykk av den sentrale kjernen med en diameter på 5 km til Square Kilometer Array (SKA) antenner.
Kunstnerens inntrykk av den sentrale kjernen med en diameter på 5 km til Square Kilometer Array (SKA) antenner.SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

"Astronomien går fra gigantiske anlegg som Arecibo til distribuerte små anlegg som SKA," sa Marchis. Disse fasilitetene er mindre kraftige enn Arecibo, men de kan overvåke et bredere synsfelt og samle inn data om millioner av stjerner i motsetning til det smale synsfeltet til Arecibo som kunne overvåke en håndfull stjerner ved en tid.

Det større synsfeltet er ikke den eneste fordelen med arrays fremfor enkeltteleskoper. "De er også lettere å bygge," sa Marchis. "Det er mye lettere å bygge 200 små antenner enn å bygge ett gigantisk teleskop. Og de kan også enkelt oppgraderes.» Det er fordi det er lettere å bytte ut deler. Detektorene som brukes i en gruppe kan for eksempel være små nok til å holde i hånden, mens detektorene som brukes i et gigantisk teleskop som Arecibo er på størrelse med et hus.

Et annet problem er hvordan teleskoper tas ut av drift ved slutten av livet. Små anlegg kan enkelt demonteres når de ikke lenger er nødvendige, men et stort anlegg som Arecibo vil koste enormt mye å trygt demontere.

"Det er trist at Arecibo tar slutt, for det er et legendarisk teleskop, det er et av de ikoniske teleskopene innen astronomi," sa Marchis. "Men det er også på tide. Tiden har endret seg og teknologien har endret seg. Vi er nå mer i stand til å utføre radioastronomi med distribuerte små teleskoper.»

En ny æra innen astronomi

Denne bevegelsen fra store teleskoper mot arrays sees tydeligst innen radioastronomi. Men det begynner å bli sett innen optisk astronomi også. Selv om det fortsatt bygges store optiske teleskoper, som European Southern Observatorys Extremely Large Telescope i Chile, er det også en boom av distribuerte optiske teleskopnettverk som NASAs asteroide-deteksjon ATLAS-system eller Marchis' Unistellar borgervitenskapsteleskop Nettverk.

Det er en spesiell styrke i å invitere innbyggerforskere til å delta i astronomiprosjekter gjennom rimeligere og kraftigere hjemmeteleskoper. En begrensning av prosjekter innen felt som asteroide-deteksjon er at nåværende profesjonelle nettverk har blinde flekker, for eksempel fordi flertallet av astronomiske undersøkelser er basert på den nordlige halvkule. Når borgerforskere kan gjøre observasjoner fra hele kloden, kan det totale nettverket få et mer fullstendig bilde av himmelen, selv om det er dårlig vær på ett sted.

Allen Telescope Array, som samler inn data for SETISeth Shostak/SETI Institute

Mangfoldet av plasseringer av mindre teleskoper kan være gunstig i SETI-prosjekter også. Arrays som Allen Telescope Array har tradisjonelt søkt etter radiosignaler i håp om å identifisere teknosignaturer til intelligente sivilisasjoner. Men her på jorden beveger vi oss bort fra bruken av radiobølger for kommunikasjon og mot bruken av optisk-basert kommunikasjon, så vi kan anta at teknologisk avanserte fremmede sivilisasjoner ville også.

Den moderne tilnærmingen til SETI innebærer å søke etter lasersignaler, som ville være en sterk indikator på intelligent liv. Et distribuert nettverk av optiske teleskoper kan følge opp potensielle deteksjoner til identifisere særegne signaler som kan indikere liv.

Inn i skyene

Uansett hvor gode radioteleskoper enn blir, må de fortsatt bryte gjennom bakgrunnsstøyen av forstyrrelser fra mobiltelefoner og andre kommunikasjonsenheter her på bakken. For å komme til neste nivå av følsomhet og se lenger ut i verdensrommet, må vi se oppover til himmelen.

For radioastronomi, «hvis du ønsker å få bedre følsomhet, i stedet for å bygge en eneste stor rett på Jorden, det ville være bedre, hvis du har uendelig finansiering, å bygge flere retter i verdensrommet,» Marchis sa. "Jeg tror det er retningen radioen vil ta." Vi vil sannsynligvis ikke se flere gigantiske retter bygget på jorden - i stedet vil vi se flere retter enten på bakken eller i verdensrommet, eller til og med på måne.

Kunstnerens inntrykk av Extremely Large Telescope (ELT) i innhegningen på Cerro Armazones, en 3046 meter høy fjelltopp i Atacama-ørkenen i Chile. Det 39 meter lange ELT vil bli det største optiske infrarøde teleskopet i verden.
Kunstnerens inntrykk av Extremely Large Telescope (ELT) i innhegningen på Cerro Armazones, en 3046 meter høy fjelltopp i Atacama-ørkenen i Chile. 39-meters ELT vil bli det største optiske/infrarøde teleskopet i verden.ESO/L. Calçada

Når det gjelder optisk astronomi, ser Marchis trenden på vei mot mindre teleskoper også. "De er billigere, de er lettere å manipulere, de er også lettere å avvikle," sa han. Prosjekter som Extremely Large Telescope kan være den siste markøren for denne epoken med gigantiske teleskoper. "Etter det tror jeg ikke vi kommer til å bygge noe større."

Redaktørenes anbefalinger

  • Se hva Hubble-romteleskopet fanget på bursdagen din
  • NASA stanser arbeidet med James Webb-romteleskopet
  • NASAs James Webb-teleskop står overfor en ny utfordring: Tid
  • Feirer Spitzer: NASAs infrarøde teleskop trekker seg tilbake etter et 16 år langt oppdrag
  • Se den gigantiske galaksen oppkalt etter banebrytende mørk materieforsker Vera Rubin