Koniec Arecibo: era gigantycznych teleskopów dobiega końca

To koniec ery jednego z najsłynniejszych teleskopów astronomicznych. Po serii wypadków w Obserwatorium Arecibo w Puerto Rico jego gigantyczny teleskop, niegdyś największy radioteleskop na świecie, zostaje wycofywany ze służby.

Jego zamknięcie oznacza nie tylko koniec historii tego zabytku, ale być może początek końca gigantycznych teleskopów jako najnowocześniejszych instrumentów astronomicznych.

Koniec kolejki do Arecibo

Kłopoty Arecibo zaczęły się w sierpniu tego roku, kiedy kabel pomocniczy rozciągnął się nad czaszą reflektora o długości 300 metrów pękło i upadło, wyrywając na powierzchni 30-metrową ranę. Obiekt już znajdował się w niepewnej sytuacji po zniszczeniach spowodowanych przez huragan Maria w 2017 r., a zrywający się kabel wymusił wstrzymanie jego działalności.

Na szczęście w wypadku nikt nie odniósł obrażeń. Jednak Narodowa Fundacja Nauki (NSF), która nadzoruje obserwatorium, stwierdziła, że ​​konstrukcja „jest gotowa”. grozi katastrofalną awarią.” Mimo to inżynierowie mieli nadzieję, że kable i antena mogą być naprawiony.

Jednak na początku listopada w obserwatorium doszło do kolejnego poważnego incydentu, kiedy to główny kabel uległ awarii, prawdopodobnie z powodu dodatkowego obciążenia, jakie przenosiło bez podtrzymującego go kabla pomocniczego. W ciągu miesiąca NSF ogłosiło, że nie może bezpiecznie naprawić uszkodzeń i wycofa teleskop z użytku.

Dziedzictwo naukowe i kulturowe

Zbudowany w latach 1960-1963 teleskop zasłynął nie tylko ze swoich osiągnięć naukowych, ale także jako jeden z najbardziej rozpoznawalnych symboli astronomii dla ogółu społeczeństwa. Często pojawiał się na ekranie, pokazywany w filmach takich jak Kontakt i programy telewizyjne takie jak Pliki x a także miejsce, w którym rozegrała się kultowa końcowa scena walki w filmie o Jamesie Bondzie Złote Oko.

Ogromne rozmiary talerza sprawiły, że była bardziej czuła niż inne radioteleskopy tamtej epoki, co umożliwiło to wykrywać bardzo słabe sygnały radiowe i umożliwiać badaczom zaglądanie w kosmos głębiej niż kiedykolwiek zanim.

Jej wczesne projekty w SETI (poszukiwanie inteligencji pozaziemskiej), takie jak wysyłanie Wiadomość z Arecibo w 1974 r., pomógł zainteresować opinię publiczną tą wcześniej mało znaną dziedziną. Teleskop odegrał kluczową rolę w poszukiwaniu pierwszych egzoplanet, ponieważ został użyty do zlokalizowania m.in pulsar wokół którego odkryto trzy najwcześniejsze planety spoza Układu Słonecznego.

Zarówno jako praktyczne narzędzie odkryć, jak i symbol inspiracji dla badaczy opisane likwidację teleskopu jako „nieocenioną stratę”.

Powstanie układu radioteleskopów

Zamknięcie teleskopu w Arecibo oznacza koniec ery w astronomii, astronom i planetolog Franck Marchis powiedział Digital Trends. Marchis, który bada asteroidy i pracował nad obrazowaniem egzoplanet, jest starszym astronomem w Instytucie SETI i dyrektorem naukowym w firmie Unistellar zajmującej się teleskopami cyfrowymi.

Marchis powiedział, że przyszłość radioastronomii nie leży w gigantycznych teleskopach. Teraz układy lub sieci wielu mniejszych anten mogą pełnić tę samą funkcję, co gigantyczny teleskop, w bardziej efektywny sposób. Jest to możliwe dzięki zwiększonej prędkości komunikacji, co oznacza, że ​​dane mogą być udostępniane pomiędzy dziesiątkami lub setkami pojedynczych anten na tyle szybko, że mogą one działać jak pojedynczy zunifikowany teleskop.

W przyszłości radioastronomia będzie prowadzona z wykorzystaniem obiektów takich jak Square Kilometre Array (SKA), międzyrządowa sieć radioteleskopów, której budowa planowana jest w Australii i Republice Południowej Afryki.

„Astronomia przechodzi od gigantycznych obiektów, takich jak Arecibo, do rozproszonych małych obiektów, takich jak SKA” – powiedział Marchis. Obiekty te są mniej wydajne niż Arecibo, ale mogą monitorować szersze pole widzenia, zbierając dane nt miliony gwiazd w przeciwieństwie do wąskiego pola widzenia Arecibo, które umożliwia obserwację garstki gwiazd w odległości ok czas.

Większe pole widzenia to nie jedyna przewaga tablic nad pojedynczymi teleskopami. „Są też łatwiejsze w budowie” – powiedział Marchis. „Znacznie łatwiej jest zbudować 200 małych anten niż jeden gigantyczny teleskop. Można je także łatwo modernizować.” Dzieje się tak dlatego, że łatwiej jest wymieniać części. Detektory stosowane w układzie mogą być na przykład na tyle małe, że można je zmieścić w dłoni, podczas gdy detektory stosowane w gigantycznym teleskopie, takim jak Arecibo, mają wielkość domu.

Inną kwestią jest sposób wycofania teleskopów z użytku po zakończeniu ich eksploatacji. Małe obiekty można łatwo zdemontować, gdy nie są już potrzebne, ale bezpieczny demontaż dużego obiektu, takiego jak Arecibo, będzie kosztować ogromne kwoty.

„To smutne, że Arecibo się kończy, ponieważ to legendarny teleskop, jeden z ikonicznych teleskopów w astronomii” – powiedział Marchis. „Ale to także już czas. Czas się zmienił i technologia się zmieniła. Jesteśmy teraz w stanie lepiej prowadzić radioastronomię za pomocą rozproszonych małych teleskopów”.

Nowa era astronomii

Ten ruch od dużych teleskopów w kierunku tablic jest najwyraźniej widoczny w dziedzinie radioastronomii. Ale zaczyna to być widoczne także w dziedzinie astronomii optycznej. Chociaż wciąż buduje się duże teleskopy optyczne, takie jak Ekstremalnie Wielki Teleskop w Europejskim Obserwatorium Południowym w Chile, istnieje także rozwój rozproszonych sieci teleskopów optycznych, takich jak należący do NASA system ATLAS do wykrywania asteroid czy obywatelski teleskop naukowy Unistellar Marchisa sieć.

Szczególną siłę ma zapraszanie naukowców-obywateli do udziału w projektach astronomicznych za pośrednictwem tańszych i wydajniejszych teleskopów domowych. Jednym z ograniczeń projektów w takich dziedzinach, jak wykrywanie asteroid, są obecne sieci profesjonalne martwe punktyna przykład dlatego, że większość badań astronomicznych jest taka z siedzibą na półkuli północnej. Kiedy naukowcy-obywatele będą mogli prowadzić obserwacje z całego świata, cała sieć może uzyskać pełniejszy obraz nieba, nawet jeśli w jednym miejscu panuje zła pogoda.

Różnorodność lokalizacji mniejszych teleskopów może być przydatne także w projektach SETI. Tablice takie jak Allen Telescope Array tradycyjnie poszukiwały sygnałów radiowych w nadziei na zidentyfikowanie technosygnatur inteligentnych cywilizacji. Ale tu, na Ziemi, odchodzimy od wykorzystania fal radiowych do komunikacji i w kierunku ich wykorzystania komunikację opartą na technologii optycznej, możemy więc założyć, że tak zrobią zaawansowane technologicznie obce cywilizacje zbyt.

Nowoczesne podejście do SETI polega na poszukiwaniu sygnałów laserowych, które byłyby silnym wskaźnikiem inteligentnego życia. Rozproszona sieć teleskopów optycznych może śledzić potencjalne wykrycia zidentyfikować charakterystyczne sygnały, które mogą wskazywać na życie.

Do nieba

Niezależnie od tego, jak dobre są radioteleskopy, nadal muszą przebijać się przez szum tła powodowany przez telefony komórkowe i inne urządzenia komunikacyjne znajdujące się na ziemi. Aby osiągnąć wyższy poziom wrażliwości i widzieć dalej w przestrzeń kosmiczną, musimy spojrzeć w górę, w stronę nieba.

W przypadku radioastronomii „jeśli chcesz uzyskać lepszą czułość, zamiast budować na niej jedną dużą antenę Ziemio, byłoby lepiej, gdybyś miał nieograniczone fundusze, zbudować wiele anten w kosmosie” – Marchis powiedział. „Myślę, że to jest kierunek, w którym będzie podążać radio”. Prawdopodobnie nie zobaczymy już więcej gigantycznych potraw zbudowane na Ziemi – zamiast tego zobaczymy wiele anten na ziemi, w kosmosie, a nawet na księżyc.

Jeśli chodzi o astronomię optyczną, Marchis widzi trend zmierzający również w stronę mniejszych teleskopów. „Są tańsze, łatwiej nimi manipulować i łatwiej je wycofać z eksploatacji” – stwierdził. Projekty takie jak Ekstremalnie Wielki Teleskop mogą być ostatnim wyznacznikiem ery gigantycznych teleskopów. „Nie sądzę, żebyśmy potem zbudowali coś większego”.

Zalecenia redaktorów

• Zobacz, co Kosmiczny Teleskop Hubble'a zrobił w Twoje urodziny
• NASA zawiesza prace nad Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba
• Należący do NASA Teleskop Jamesa Webba stoi przed nowym wyzwaniem: czasem
• Świętujemy Spitzera: teleskop na podczerwień NASA odchodzi na emeryturę po 16 latach misji
• Zobacz gigantyczną galaktykę nazwaną na cześć pionierki badaczki ciemnej materii Very Rubin